Биотоплива - перспективные решения проблемы в сельскохозяйственных регионах (стр. 3 )

-  предупреждение эрозии почвы;

- при сжигании биомассы, в атмосферу выделяется только CO2, поглощенный при ее росте.

Другим, пока несколько меньше распространенными видом твердого биотоплива, являются древесные топливные гранулы (ДГТ). Это топливный продукт, полученный прессованием древесных отходов (опилок, щепы, коры, некондиционной древесины и др.), соломы, отходов сельского хозяйства (навоза, куриного помета, лузги подсолнечника, ореховой скорлупы,) и другой биомассы.

ДГТ - экологически чистое биотопливо, зольность которого не превышает 3 %.

Упрощенно, процесс производства ДГТ (или, как их еще называют, пеллет) выглядит следующим образом. Биосырье поступает в дробилку, где измельчается до консистенции муки. Данная мука передается в сушилку, а уже из неё — в специальный пресс-гранулятор. Сжатие во время прессовки повышает температуру муки, при этом лигнин, содержащийся в древесине, становится клейким, что позволяет получать на выходе плотные цилиндрики. Готовые гранулы охлаждают, пакуют в стандартную упаковку или доставляют потребителю россыпью. Наиболее распространенное применение пеллет – отопление объектов индивидуального строительства (частные дома, коттеджи), а также небольших производственных помещений. Самый динамично развивающийся рынок потребленияпеллет – страны Европейского Содружества. По разным оценкам, в некоторых странах Европы до 2/3 жилых помещений отапливаются с помощью пеллет. Также необходимо отметить, что в США и европейских странах действует ряд стандартов на топливные гранулы. Ознакомиться с ними Вы можете в нашем разделе «Библиотека».[9]

Также, среди видов твердого биотоплива необходимо упомянуть топливные брикеты (высушенные и брикетированные энергоносители биологического происхождения, например, навоз) и биологические отходы с минимальной степенью подготовки к сжиганию (опилки, щепа, кора, лузга, солома, шелуха и т. д.). В Европетопливные брикеты, наряду с пеллетами, используют для отопления жилых и производственных помещений, а щепу в основном сжигают на крупных теплоэлектростанциях мощностью до нескольких десятков мегаватт.

Жидкое биотопливо весьма перспективный класс биотоплива, основное применение которого – двигатели. Его получают из самых разнообразных растений – от пшеницы и сахарной свеклы, до рапса и отходов деревообработки.

Жидкое, или как его еще называют, моторное биотопливо – вещество, получаемое в ходе переработки растительного сырья (кукурузы, рапса, сахарной свеклы, сахарного тростника), средствами технологий, в основе которых лежит использование естественных биологических процессов (например, брожения).

Биоэтанол. Большая доля мирового производства жидкого (моторного) биотоплива приходится на биоэтанол (этанол, получаемый из сахарного тростника, зерна и сахарной свеклы, а также рапсового метилового эфира из семян рапса).

Причина популярности биоэтанола кроется в экономической эффективности его производства, т. к. при урожайности семян рапса 2-4 т/га с 1 гектара можно получить 1-1,5 тонны биоэтанола и 2-2,5 тонны высококачественных растительных кормов. Характеристики моторного топлива, получаемого из растений, близки к показателям дизельного топлива.

Биометанол– метанол, получаемый посредством биологического преобразования морского фитопланктона. Производство этого вида биотоплива начало зарождаться в конце 70-х, начале 80-х годов, когда несколько европейских стран объединили свои усилия по разработке проекта промышленного культивирования и переработки биомассы фитопланктона. Проектом предусматривалось создание промышленных зон в пустовавших, на тот момент, прибрежных районах. Однако, развития тот проект не получил, чему в большой мере способствовало существенное снижение мировых цен на нефть. Прошли десятилетия… специалисты и компании, занятые в биотопливной отрасли, вновь вернулись к вопросам культивирования фитопланктона и производства метанола. Сейчас данное направление производства биотоплива считается одним из самых перспективных, т. к. отличается от других более высокой выработкой биомассы (до 110 т/га фитопланктона в год), отсутствием серьезных требований к производственной площадке (не требуются плодородные почвы и пресная вода, т. е. процесс не создает конкуренции сельскому хозяйству) и высоким уровнем энергоотдачи (11-14 на стадии получения метана и до 9 на стадии выработки метанола).

Биодизель – вид биотоплива, для производства которого используются жиры растительного, микробного и животного происхождения (а также получаемых из них эфиров). Сырьем для производства биодизеля может выступать пальмовое, рапсовое, соевое и другие масла, отходы пищевой промышленности, а также морские водоросли. Биодизель находит применение в автомобильных двигателях, причем использовать его можно как в чистом виде, так и в виде смесей с традиционном дизельным топливом. Обычно такие смеси маркируют, указывая процентное содержание биодизеля, так в США для обозначения смесей дизельного топлива с биодизелемиспользуется буква B, после которой следует число, означающее процентное вхождение биодизеля (В2 - 2%, В100 - 100 %). Применение таких смесей не требует внесения конструктивных изменений в двигатели.[11]

Газообразное биотопливо (биогаз, биоводород) – продукт, получаемый в результате брожения биомассы или использования иных термо - и биохимических процессов, направленных на ее переработку. Наиболее распространенные вид газообразного биотоплива - биогаз, одной из разновидностей которого являетсябиоводород.

Биогаз – газ, получаемый в ходе брожения биомассы (органических отходов) посредством воздействия различных видов бактерий. Современная технология производства биогаза последовательно используются три вида бактерий, каждый из которых питается продуктами жизнедеятельности предыдущего:

- гидролизные бактерии;

- кислотообразующие бактерии;

- метанобразующие бактерии.

Перечень сырья, пригодного для получения биогаза, весьма широк. В основном, это органические отходы, такие как фекальные осадки, навоз, птичий помёт, пивная дробина, свекольный жом, трава, бытовые отходы, а также отходы рыбных и забойных производств (кровь, жир, кишки) и т. д. Кроме того, биогаз можно производить из энергетических культур - силосной, а также водорослей. Выход газа может достигать до 350 мі из 1 тонны отходов и зависит от, собственно, вида сырья и применяемых технологий (из тонны навоза крупного рогатого скота получают до 70 мі биогаза, до 400 мі биогаза можно получить из различных видов растений, до 1400 мі метана получают из жира – это своеобразный «биогазовый рекорд»).[1]

Классификация видов биотопливо по поколениям. Как уже говорилось выше, при классифицировании видов биотоплива по поколениям и технологиям производства, различные специалисты и информационные структуры во многом оперируют одними и теми же входными данными, поэтому наиболее правильный подход является объединение этих двух классификаций.

Биотопливо первого поколения. Биотопливо первого поколения производится из любого сельскохозяйственного сырья посредством применения традиционных технологий (близкие к естественным, биологические и термохимические процессы, такие как брожение). В настоящий момент, вопросы дальнейшего наращивания оборотов производства биотоплива первого поколения вызывает во всем мире ожесточенные дискуссии. К этому виду топлива относятся биоэтанол(производится из сахарного тростника, кукурузы, пшеницы и т. д.) и биодизель (получаемый из масляничных культур – сои, рапса, пальмы, подсолнечника).

Очевидно, что для их производства требуется использование качественных пахотных земель, разнообразная тяжелая сельскохозяйственная техника, а также удобрения и пестициды. Эти факты делают производство биотоплива прямым конкурентом пищевого сектора экономики страны-производителя. С учетом достижения в 2010-2012 годах ценами на продовольствие своего исторического максимума, многие эксперты считают необходимым снижать объемы производства биотоплива первого поколения. С точки зрения редакции нашего портала, связь между ростом цен на продовольствие и производством биотоплива тут весьма сомнительна, но так как приведенное мнение существует и регулярно обсуждается, мы не можем его не "озвучить". Но так как данный материал не носит статуса аналитического, свою точку зрения мы сопроводим лишь одним компетентным мнением, а более глубокое исследование проведем в одной из наших следующих статей... Итак, осенью 2008 года, когда наблюдалось снижение цен на продовольствие вице-президент 

Российской биотопливной ассоциации Алексей Аблаев в одной из своих публикаций дал, на наш взгляд, очень верную оценку влияния производства биотопливо на стоимость продовольствия: «Цены на продовольствие сейчас резко падают вместе с ценами на нефть. Причем производство биотоплива в США и Европе отнюдь не уменьшилось, а увеличилось. Вина производства биотопливо в росте цен - это большой миф, искусственно поддерживаемый нефтяной отраслью. На стоимость продовольствия влияют уровень цен на нефть, увеличивающееся потребление со стороны Индии и Китая. А биотопливо - это третий, четвертый фактор, но никак не первый». Но вернемся к нашей классификации…

Биотопливо второго поколения производятся из не пищевого сырья (отработанные жиры и растительные масла, биомасса деревьев и растений). Технологически производство биотоплива второго поколения представляет собой процесс получения топлива посредством переработки целлюлозы и лигнина, содержащихся в древесной или волокнистой биомассе.

Преимущество такого биотоплива второго поколения заключается в том, что сырье, необходимое для производства (растения) может выращиваться на менее благоустроенных, по сравнению с биотопливом первого поколения, землях. Для их производства требуется минимум техники, удобрений и пестицидов. Основной недостаток производства кроется в свойствах самого сырья - лигноцеллюлоза древесины - сложный полимерный углевод, требующий большего числа химических превращений и, соответственно, энергии для получения из него жидких топлив. Условная эффективность производства энергии из биомассы биотоплив первого и второго поколений одинакова и составляет примерно 50%. Из лигноцеллюлозы растений получают два основных вида топлива: биоэтанол и бионефть. Таким образом, можно сделать вывод, что производство биотоплива второго поколения, в настоящий момент, является очень капиталоемким процессом, т. к. пока соответствующие технологии весьма дороги. Чтобы довести стоимость производства биотоплива второго поколения до уровня рентабельности, всей биотопливной отрасли предстоит пройти большой путь.[12]