Біопаливо

Біопаливо

Біопаливо ‒ це паливо, яке отримують, як правило, з біологічної сировини, в якості якої використовують стебла цукрової тростини, насіння ріпаку, кукурудзи, сої. Можуть також використовуватися целюлоза і різні типи органічних відходів.

Біопаливо
‒ це паливо, яке отримують, як правило, з біологічної сировини, в якості якої використовують стебла цукрової тростини або насіння ріпаку, кукурудзи, сої. Можуть також використовуватися целюлоза і різні типи органічних відходів.

Розрізняють тверде біопаливо (дрова, солома), рідке біопаливо (етанол, метанол, біодизель), і газоподібне біопаливо (біогаз, водень).

Тверде біопаливо

Дрова ‒ найдавніше паливо. Нині для виробництва дров або біомаси вирощують енергетичні ліси, які складаються з швидкозростаючих рослин. Через значне зростання цін на нафту останнім часом населення багатьох країн скорочує споживання нафтового палива і збільшує використання дров. Це призводить до винищення лісів.

Тверді енергоносії біологічного походження (головним чином гній, відходи деревина, торф) брикетують, сушать і спалюють в камінах житлових будинків і топках теплових електростанцій, виробляючи дешеву електрику для побутових і виробничих потреб. Відходи деревини з мінімальним ступенем підготовки до спалювання (тирса, кора, лушпиння, солома тощо) пресують в паливні брикети або в пелети, які мають форму циліндричних або сферичних гранул діаметром 8-23 мм і довжину 10-30 мм.

Рідке біопаливо 

Біоетанол ‒ це звичайний етанол, який отримують шляхом переробки рослинної сировини і використовують як біопаливо. Етанол (етиловий спирт) ‒ C2H5OH або CH3-CH2-OH, другий представник гомологічного ряду одноатомних спиртів, у просторіччі ‒ спирт або алкоголь. 
Існує 2 основних способи отримання етанолу ‒ мікробіологічний (спиртове бродіння) і синтетичний (гідратація етилену). Наслідком бродіння є розчин, що містить не більше 15% етанолу, оскільки в більш концентрованих розчинах дріжджі зазвичай гинуть. Отриманий таким чином етанол потребує очищення і концентрування, звичайно шляхом дистиляції. У промислових масштабах етиловий спирт отримують із сировини, що містить целюлозу (деревина, солома), яку попередньо гідролізують.  Суміш, що утворилася при цьому, піддають спиртовому бродінню. 

Етанол у порівнянні з бензином є менш «енергонасиченим» джерелом енергії. Пробіг машин, що працюють на Е85 (суміш 85% етанолу і 15% бензину; буква «Е» від англійського Ethanol), на одиницю об'єму палива складає близько 75% від пробігу стандартних машин. Звичайні машини не можуть працювати на Е85, хоча двигуни внутрішнього згоряння працюють на Е10. На «справжньому» етанолі можуть працювати лише т. з. «Flex-Fuel» машини. Ці автомобілі можуть працювати на звичайному бензині або на довільній суміші того й іншого.

Серйозним недоліком біоетанолу є те, що при згорянні етанолу у вихлопних газах двигунів з'являються альдегіди (формальдегід і ацетальдегід), які завдають живим організмам не менший збиток, ніж ароматичні вуглеводні.

Біометанол ‒ вид рідкого біопалива на основі метилового (деревного) спирту, одержуваного  шляхом сухої перегонки відходів деревини і конверсією метану з біогазу. Виробництво біомаси може здійснюватися шляхом культивування фітопланктону в штучних водоймах, створюваних на морському узбережжі. Вторинні процеси являють собою метанове бродіння біомаси і подальше гідроксилювання метану з отриманням метанолу.

Незважаючи на високе октанове число ‒ більше ніж 100, теплотворна здатність метанолу вдвічі менша, ніж у бензину. Це, а також недостатня летючість чистого спирту, пояснює необхідність змішування метанолу з бензином. Стандартом є біометанол М85 (літера «М» від англ. Methanol), що містить 85% метилового спирту і 15% бензину. 

Біометанол М85 не отримав поширення як внаслідок низького енерговмісту, так і через виключну корозійну активність метанолу, яка вимагає застосування спеціальних матеріалів. 

З точки зору отримання енергії дана біосистеми має істотні економічні переваги в порівнянні з іншими способами перетворення сонячної енергії.

Біобутанол -C4H10O ‒ бутиловий спирт. Безбарвна рідина з характерним запахом. Широко використовується у промисловості. Виробництво бутанолу почалося на початку XX століття. У 50-х роках через падіння цін на нафту бутанол почали воробляти з нафтопродуктів.

Бутанол не володіє корозійними властивостями, може передаватися існуючою інфраструктурою. Може, але не обов'язково повинен, змішуватися з традиційним  паливом . Енергоємність бутанолу близька до енергоємності бензину. Бутанол може використовуватися в паливних елементах, а також як сировина для виробництва водню.

Сировиною для виробництва біобутанолу можуть бути цукрова тростина, буряк, кукурудза, пшениця, а в майбутньому і целюлоза.

Диметиловий ефір (ДМЕ) ‒ C2H6O може вироблятися як з вугілля, природного газу, так і з біомаси. Велика кількість диметилового ефіру виробляється з відходів целюлозно-паперового виробництва. Скраплюється при невеликому тиску. 

Диметиловий ефір ‒ екологічно чисте пальне без вмісту сірки, вміст оксидів азоту у вихлопних газах на 90% менший, ніж у бензині. Застосування диметилового ефіру не вимагає спеціальних фільтрів, але необхідна переробка систем живлення (установка газобалонного обладнання, коректування сумішоутворення) та запалювання двигуна. Без переробки можливе застосування на автомобілях з LPG-двигунами при 30% вмісті в паливі. 

Біодизель ‒ паливо на основі жирів тваринного, рослинного і мікробного походження, а також продуктів їх етерифікації. 

Для отримання біодизельного палива використовуються рослинні або тваринні жири. Сировиною можуть бути рапсове, соєве, пальмове, кокосове масло, або будь-яке інше масло-сирець, а також відходи харчової промисловості. Розробляються технології виробництва біодизеля з водоростей. 

Біопаливо другого покоління ‒ паливо, яке отримане різними методами піролізу біомаси, або інші палива, відмінні від метанолу, етанолу, біодизеля. 

Швидкий піроліз дозволяє перетворити біомасу на рідину, яку легше і дешевше транспортувати, зберігати і використовувати. З рідини можна зробити автомобільне паливо або паливо для електростанцій. 

Газоподібне біопаливо

Біогаз
‒ продукт зброджування органічних відходів (біомаси), що представляє суміш метану і вуглекислого газу. Розкладання біомаси відбувається під впливом бактерій класу метаногенів. 

Біопаливо третього покоління

Біопалива третього покоління ‒ паливо, отримане з водоростей. 

Крім вирощування водоростей у відкритих ставках існують технології вирощування водоростей в малих біореакторах, розташованих поблизу електростанцій. Скидне тепло ТЕЦ здатне покрити до 77% потреб в теплі, необхідному для вирощування водоростей. Ця технологія не вимагає спекотного тропічного клімату. 

За матеріалами преси Друкувати сторінку Відіслати на E-mail