Виды биотоплива: сравнение твердого, жидкого, газообразного

Биотопливо

Биотопливо – это источник энергии, который получается из растительного или животного сырья. Бывает в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Что это такое биотопливо и его виды

Само слово биотопливо у многих людей на слуху, но что это конкретно, мало кто знает, тем более мало кто сможет объяснить, как и из чего его производят.

Биотопливо – это источник альтернативной энергии, который производится из биологического сырья.

Существует несколько видов подобного топлива, которые отличаются по своему физическому состоянию, это:

  1. Жидкое биотопливо;
  2. Твердое биотопливо;
  3. Газообразное биотопливо.

Твердое биотопливо

Более широкое распространение в жизни человека получило твердое биотопливо. Этот вид топлива известен людям с древних времен – это обыкновенные дрова. В связи с развитием технологий и совершенствованием процессов обработки древесины, в данном сегменте твердого биотоплива появились новые участники, это топливные брикеты и топливные гранулы (паллеты), которые, по сути своей, похожи, отличаются лишь в технологии производства и способам использования.

Кроме древесных отходов, для изготовления брикетов и гранул используют отходы сельского хозяйства (солому, шелухи ветки и т.д.) и продукты жизнедеятельности животных (навоз, помет и т.д.).

Жидкое биотопливо

Данный вид биотоплива менее распространен, из-за малого производимого количества и необходимости конструктивных изменений в агрегатах, привычно работающих на бензине и дизельном топливе.

Существует несколько видов жидкого биотоплива, полученных путем переработки растительного сырья, это:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Диметиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо — жидкое моторное топливо для дизельных двигателей, состоит из смеси эфиров жирных кислот.

Газообразное биотопливо

Оно также пока не получило широкого распространения, к данному виду относятся:

  • Биогаз – газ, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения. Процесс брожения, в этом случае, происходит под воздействием бактерий;
  • Биоводород – это водород, полученный из биомассы;
  • Метан – газ из семейства углеводородов.

Распространение данного вида энергоресурсов

В настоящее время биотопливо, во всех своих состояниях, разве лишь за исключением твердых видов, не нашло широкого распространения в повседневной жизни. Но в связи с тем, что запасы привычных видов энергии постоянно сокращаются, а запасы биомассы, которая может послужить сырьем для получения жидкого и газообразного видов биотоплива, колоссальны, то и работы по применению в повседневной жизни этих видов топлива, продолжаются.

Биотопливо, кроме различия по физическим свойствам, различаются еще по двум типам, это:

  1. Биотопливо первого поколения – производится из сельскохозяйственных культур (кукуруза, сахарный тростник, рапс, соя и т.д.),что создает конкуренцию прочим сельскохозяйственным культурам, используемых для пищи человека.
  2. Биотопливо второго поколения – в этом случае используется сырье, которое не используется человеком в качестве пищи. Это отработанные жиры и масла, деревья, трава.

Распространение данных видов топлива напрямую связано с использованием биодизеля и биоэтанола, который является хоть и не в полной мере, но все же заменителем бензина.

В настоящее время объемы биомассы, которые могут быть переработаны, используются лишь на 5 – 6%, это обусловлено

финансовыми тратами для внедрения существующих технологий, инвестиций в эти исследования и технологии.

Разработчики проекта «Стратегии развития топливно-энергетического комплекса России до 2020 года» учли существующий потенциал нашей страны, который состоит из двух составляющих, это:

  • Технический потенциал, который характеризуется приростом биомассы;
  • Экономический потенциал, целесообразный объем сбора биомассы.

В рамках стратегии развития страны, разработки новых технологий и способах их внедрения, роста цен на традиционные энергоносители, привлекательность биотоплива неукоснительно растет и процесс внедрения этих технологий будет продолжаться.

Применение биотоплива для автомобилей

Как уже выше писалось, для современного топлива автомобилей есть замена в виде биотоплива, это:

  • Для дизельных двигателей – биодизель;
  • Для двигателей внутреннего сгорания – биоэтанол.

Биодизель получают из растительных масел (рапсовое, соевое, пальмовое) и метанола.
Биодизель второго поколения производят из микроводорослей и масленичных культур. Отдельный вид биодизеля – грин-дизель, который является смесью углеводородов и представляется на рынке, как улучшающая добавка к обычному топливу.
Как правило, биодизель для заправки автомобилей используют в смеси с обычным дизельным топливом (соляркой) в соотношении 20/80%, где биодизеля 20%. Недостаток такого смешивания – повышенный расход топлива и снижение мощности.
Биоэтанол в чистом виде для заправки автомобиля использовать нельзя, т.к. это окислитель и растворитель. Для его использования требуется реконструкция авто с заменой элементов топливной системы на узлы, изготовленные из нержавеющей стали и стойкого пластика.

В мире созданы автомобили с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на смеси биоэтанола и бензина в соотношении:

  • 85/15% — в США;
  • 10/90% — в странах Европы;
  • 20/80% — в Бразилии,

Считается, что при данных пропорциях (кроме США, там автомобили были реконструированы), такое соотношение топлива не вредит системам автомобиля, что позволяет использовать биоэтанол уже при существующих технологиях.

Биотопливо для камина

По общепринятому мнению – лучшим топливом для камина являются спиртосодержащие жидкости. В связи с этим можно с уверенность сказать, что в качестве биотоплива для камина можно использовать:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Демитиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо.

Эти вещества можно использовать как в чистом виде, так и в составе с прочими составляющими.

Биотопливо для каминов производят в разных странах, это США, Канада, ЮАР и страны Европы. Наиболее известные в России польские компании «Kratki» и «Planika».

В России биотопливо для каминов производят: компания «БИОТЕПЛО», Мастерская биокаминов BioKer и еще ряд компаний.

Цены на биотопливо для каминов находятся в диапазоне от 500 («Planika») до 2000 рублей (BioKer) за 5 литров топлива.

Биотопливо из водорослей

Разработана и успешно используется технология получения биотоплива из водорослей.

Плюсом использования водорослей для промышленного применения, является то, что для их выращивания не требуется занимать части суши, они растут в любой воде и не требуют особого ухода, с одной стороны, а с другой – способны осуществлять значительный прирост биомассы за малые промежутки времени.

Имея в своем составе простые химические элементы, водоросли легко перерабатываются.

Как сделать своими руками

Человек в повседневной жизни периодически пользуется биотопливом, это с полной уверенностью можно отнести к твердым видам топлива – дрова, опилки, солома и т. д. Для изготовления топливных брикетов не нужно специальных приспособлений и механизмов, это может сделать каждый, у кого есть продукты переработки дерева и желание.

Более сложный процесс, это получение биотоплива из навоза, являющимся продуктом жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. В этом случае получается биогаз, который можно использовать для сжигания, тем самым нагревать воду в системах горячего водоснабжения или теплоноситель, в системах обогрева зданий и сооружений.

Вначале следует определиться с местом, где будет располагаться установка. Выбранный участок должен быть удален от жилых строений, дабы не создавать неудобства запахами, выделяющимися в процессе брожения биомассы.

На выбранном участке выкапывается яма, в которой делается гидроизоляция и сооружается емкость накопитель. Емкость может быть из железобетонных колец с герметизацией стыков, кирпичной с оклейкой гидроизоляцией, металлической. В верхней части устраивается люк и крышка. Монтируются трубопроводы для отвода образовавшегося газа.

В построенную емкость загружается навоз, картофельная ботва и прочие растительные отходы, после чего все заливается водой. В емкости начнется процесс брожения, и как следствие, начнет выделяться биогаз.

В состав получаемого таким образом газа будет входить — метан, углекислый газ и примеси других газов.

С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.


Твердое топливо биологического происхождения

Твердое биотопливо является одним из направлений решения энергетической проблемы, нависшей над человечеством. Это интересное и перспективное направление ждет своего развития. Для того, чтобы понять, какие же перспективы дает людям использование твердого биотоплива, давайте рассмотрим эту тему подробнее.

Что такое биотопливо?

Начнем с определений. Итак, биотопливо – это, как несложно догадаться, топливо биологического, то есть животного либо растительного происхождения. По большому счету, традиционные энергоресурсы, такие как природный газ, каменный уголь и нефть также являются биотопливом – переработанными за миллионы лет в глубине земных недр останками ископаемых растений и животных. Разница, причем существенная заключается в восполнимости ресурсов.

Для формирования нефти, каменного угля или природного газа требуется период времени, на порядки (то есть в десятки, сотни и тысячи раз) превышающий всю длительность человеческой истории. Поэтому необходимо сделать важную оговорку: биотопливо – это топливо биологического происхождения, образующееся в ходе жизненного цикла организма, либо за сопоставимый с ним период.

Природный газ, каменный уголь и нефть создавались миллионы лет

Кроме того, биотопливо должно обладать достаточной энергоэффективностью для того, чтобы служить энергоресурсом. Внимательный читатель спросит: разве топливо не является энергоресурсом, так сказать, по умолчанию? Оказывается, нет. Для того, чтобы считаться энергоресурсом, топливо должно в процессе использования выделять больше энергии, чем затрачено на его производство.

В качестве обратного примера можно упомянуть синтетический бензин, использовавшийся нацистской Германией в ходе Второй Мировой войны для заправки самолетов и танков с карбюраторными двигателями. Использование топлива с малой энергоэффективностью может решить определенные задачи в кратковременном периоде, однако в длительной перспективе его использование является тупиковым.

За пару сотен лет активного использования человечество уже успело истратить энергоресурсы, на накопление которых были истрачены сотни и тысячи столетий. Естественно, такое расходование природных запасов не может продолжаться бесконечно, встал вопрос о хотя бы частичном переходе энергетики на восполнимое топливо. В процессе поисков путей решения энергетической проблемы, взгляды ученных обратились в сторону биотоплива.

Виды биотоплива

Самым первым биотопливом, использовавшимся людьми (хотя люди вряд ли знали само слово «биотопливо», когда только начинали использовать этот ресурс) были… обычные дрова.

Да, как ни парадоксально звучит, но одной из нынешних перспектив развития биоэнергетики является возврат к самым истокам. В свое время, от дров как массового вида топлива отказались по двум причинам:

  • Во-первых, энергетическая ценность дров сравнительно невелика. При обычном сжигании в горении участвует только часть массы дров, остальное оседает в виде сажи. Это, помимо прочего, делает необходимым периодическую чистку топки нагревательного прибора, использующего дрова в качестве топлива. Первая причина отказа от дров во многом решается использованием принципа двухступенчатого сжигания или пиролиза.

В ходе первого этапа, твердое биотопливо (дрова, опилки, пеллеты и т.д.) сначала подвергаются термическом воздействию с малым доступом кислорода – пиролизу. В ходе пиролиза топливо выделяет горючий газ. Вторым этапом осуществляется обычное сжигание газа при достаточном притоке кислорода, обычно с принудительным нагнетанием.

Двухступенчатый пиролиз позволяет сжигать топливо практически полностью, извлекая из топлива максимум энергии, что также решало проблему чистки топки. А вот со вторым пунктом все гораздо сложнее.

  • Во-вторых, дрова обладают длительным временем восполнения. Конечно, на восполнение древесины не нужно миллионов лет, но для динамичной современной энергетики 5-10 лет, которые требуются для превращения семени во взрослое дерево, все равно являются недопустимо длительным сроком. Поэтому поиски биотоплива, подходящего для промышленного использования, пришлось продолжить.

Животное биотопливо

Раз подходящим биотопливом нас не могут обеспечить растения (деревья), взор энергетиков обратился в сторону животных. И снова мы имеем дело с возвращением к истокам: твердое биологическое топливо животного происхождения тоже используется с древних времен. Знакомьтесь, кизяк обыкновенный.

Даже это можно использовать в качестве горючего

Кизяк – высохший навоз издавна использовался в качестве топлива кочевниками. Обитавшие в степях и пустынях кочевые народу всегда испытывали недостаток древесного топлива – из куцего саксаула, перекати-поля и верблюжьей колючки серьезный костер не сложить. Зато чего у кочевников всегда было в избытке, так это навоза от бесчисленных стад, которые кочевники гнали от пастбища к пастбищу.

Буйволовый кизяк многие века был традиционным топливом бедняков Индии. Сушильщик кизяка был не менее колоритным и частым героем индийских легенд, чем европейский угольщик. А в безлесных провинциях Китая кизяк для приготовления пищи и обогрева сушили на южных стенах домов.

Готовые гранулы не имеют неприятного запаха, и к тому же, хорошо горят

Современное животноводство производит навоз в поистине промышленных масштабах. Использование этого «вторсырья» в качестве топлива, помимо прочего, решит вопрос его утилизации. Современные методы сушки и обработки позволяют получать из навоза твердое биотопливо в виде удобных гранул или брикетов, напрочь лишенных неприятного запаха. Такое топливо уже сейчас используется для топки твердотопливных котлов, а также печей и каминов.

Топливо из отходов

Навоз – не единственный вид отходов сельхозпроизводства, который пригоден к использованию в качестве топлива. Современный агропром в огромных количествах «производит» разнообразные растительные отходы – лузга, солома, шелуха и т.д. После прессовки и гранулирования такое топливо вполне может составить конкуренцию дровам и древесным гранулам.

Отходы сельхозпроизводства пригодны к использованию в качестве топлива

Кроме того, отходу сельхозпроизводства можно использовать не только напрямую. Брожение, то есть превращение сахара в спирт с помощью выделяемых бактериями ферментов, также известно с глубокой древности. Традиционно брожение использовалось при производстве алкогольных напитков, но ведь спирт является отличным топливом. Отходы сельского хозяйства как нельзя лучше подходят в качестве «кормовой базы» для бактерий, превращающих содержащийся в этих отходах сахар в горючий спирт.

Уже сегодня получаемый из отходов кукурузы биоэтанол является распространенным топливом в не имеющих доступа к месторождениям нефти странах Южной Америки.

Биотопливо вряд ли сможет когда либо полностью заменить традиционные энергоносители, однако наверняка послужит значительной статьей экономии энергоресурсов в мировом масштабе.

Читайте также:  Холодильники какой марки лучше покупать: рейтинг лучших брендов + на что еще смотреть перед покупкой

Виды биотоплива и его экологические характеристики

Дата публикации: 4 марта 2019

Технологии по производству биологического топлива решают проблему с поиском возобновляемых источников энергии с минимальным использованием ценных ресурсов, а также позволяют экологично утилизировать отходы различных производств в промышленных масштабах.

Биотопливо: сырье и технологии

Биотопливо производят из любого органического сырья. Это могут быть отходы жизнедеятельности животных, оболочка и стебли растений, некондиционная древесина, а также отходы пищевой промышленности.

Биомасса дробится, подвергается биологической либо термохимической обработке (нагревание, воздействие различных видов микроорганизмов). После чего образовавшиеся вещества сортируются, очищаются, затем отправляются в коллектор.

Существует классификация биотоплива по типу исходного сырья:

  • Первое поколение топлива производится из растений с высоким содержанием сахаров, жиров, крахмала. Например, соя, рапс, кукуруза, а также сахарная свекла. Выращивание этих культур наносит вред климату.
  • Второе поколение биотопливного сырья: трава, древесина, отходы сельского хозяйства. Подобная биомасса требует более технологичных методов обработки, но решает также проблему утилизации промышленных отходов.
  • Сырьевой базой третьего поколения служат водоросли. Их специально выращивают, но для этого не требуется ни пресной воды, ни земельных площадей. Неприхотливые водоросли позволяют получать топливо без расхода ценных ресурсов.

Разные поколения биотоплива отличаются своими экологическими характеристиками. Наиболее предпочтительным вариантом для топливного производства является биомасса второго-третьего поколений.

Виды биотоплива

Как и другие вещества, биотопливо имеет три разновидности по своему агрегатному состоянию:

  • Твердый тип производится на основе отходов сельского хозяйства либо деревообработки.
  • Жидкий тип представлен биобутанолом, биоэтанолом, диметиловым эфиром, биодизелем.
  • Газообразный тип: биоводород, биометан, биогаз.

Все три разновидности имеют свои специфические особенности, которые рассмотрены ниже.

Твердое биологическое топливо

Самый традиционный пример твердого биотоплива — дрова. С их помощью обогревают жилища уже несколько тысяч лет. Но это далеко не самый экологичный вид топлива, поскольку древесному фонду для возобновления требуются десятки лет.

Альтернативой дровам становятся пеллеты, которые производятся из некондиционной древесины — коры, веток, опилок, обрезков, а также щепы. Сырье перемалывается, затем из него под воздействием высокого давления и высокой температуры формируются мелкие цилиндрики или брикеты. Из-за правильной формы их удобно хранить. Кроме того, это прекрасный способ утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности.

Помимо древесной массы для изготовления твердого топлива используют солому, ореховую шелуху, внешние оболочки растений. Такое сырье прессуется и гранулируется.

Не менее часто пеллеты изготавливают из навоза. Современные технологии позволяют устранить неприятный запах из такого вида топлива. Это хороший способ использования отходов жизнедеятельности животных. Кроме того, это дешевое сырье очень быстро возобновляется.

Жидкое биологическое топливо

Жидкое топливо служит альтернативой бензину, либо дополнением к традиционному автомобильному топливу. Различают пять основных видов жидкого биотоплива:

  • Биометанол. В качестве сырья для его производства служат одноклеточные водоросли. Разведение таких водорослей не требует ни пресной воды, ни земельных площадей, а потому это одно из наиболее перспективных направлений развития биотехнологий.
  • Биодизель — основан на смешивании эфиров жирных кислот. Он абсолютно безопасен, хранится три месяца, разлагается за четыре недели. Применяется как альтернативное автомобильное горючее либо как добавка к традиционному топливу.

  • Биобутанол, является аналогом бутанола, но производится из растений: кукурузы, пшеницы, маниока и свеклы. Это вещество способно заменить традиционное автомобильное горючее.
  • Биоэтанол получают из сырья, содержащего сахара и крахмал, путем спиртового брожения. Применяется для топки каминов, поскольку обладает высокой теплоотдачей и не образует побочных продуктов горения. Может использоваться в качестве добавки к автомобильному топливу, поскольку защищает мотор и снижает количество выбросов.
  • Диметиловый эфир производится из отходов бумажного производства. Может применяться для изготовления автомобильного топлива для машин с LPG-двигателями.

Газообразное биологическое топливо

Основными типами газообразного биотоплива являются:

  • Биоводород — аналог водорода. Получают его из органического сырья двумя способами — термохимическим (нагрев до 800 градусов без доступа кислорода) и биохимическим (легкий подогрев и микроорганизмы). Преимущество этого вида топлива — его возобновляемость. Для сырьевой массы используются органические отходы; бактерии, участвующие в переработке сырья, можно использовать неоднократно.
  • Биогаз является аналогом природного газа. В его состав входит метан, углекислый газ, а также малое количество примесей (водород и сероводород). Если этот газ очистить от углекислоты, то получится биологический метан. Биогаз получается в результате метанового либо водородного брожения. Метановое брожение включает три этапа биологической обработки сырьевой массы: при помощи гидролизных бактерий, а также кислотообразующих и метанообразующих микроорганизмов. В качестве сырья служат отходы жизнедеятельности животных, водоросли, бытовые отходы. Сфера применения такая же, как у природного газа.

Плюсы и минусы биотоплива

Развитие биотехнологий решает проблему утилизации органических отходов, а также замены нефти и газа на альтернативные виды топлива. Но неразумное их использование может вызвать дополнительные проблемы с климатом, а также экосистемами. Рассмотрим несколько ключевых пунктов в развитии этой отрасли:

  • Биотопливо — это возобновляемый источник энергии с дешевым сырьем.
  • Технологии, основанные на переработке органических отходов, применимы везде, где есть люди и производственные комплексы.
  • Производство биологического топлива снижает уровень углекислого газа в атмосфере, а его применение вместо традиционного горючего уменьшает выработку углекислого газа.
  • Выращивание монокультур в больших масштабах (в качестве сырья для биотоплива) приводит к обеднению почвенного состава и снижению биоразнообразия, что оказывает влияние на климат.

Разумный подход к производству биологического топлива способен решить самые острые экологические проблемы окружающей среды.

К этому все и идет, если сейчас не искать альтернативные источники топлива, в том числе и био, то будет туго. Надо искать новые подходы, пусть где-то не выгодно или происходит урон окружающей среде. Методом проб и ошибок мы должны прийти к разумному компромиссу.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Биотопливо для камина: виды биотоплива, его свойства + как выбрать и как сделать своими руками

Классический камин – сооружение громоздкое и требующее регулярного обслуживания. Но современные разработки позволяют обустроить компактный очаг в условиях ограниченного пространства жилого дома или квартиры. В большей степени этому способствует качественное биотопливо для камина, получаемое из разного сырья.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды топлива биологического происхождения, каковы особенности их производства, применения и хранения. Желающим организовать домашний очаг будет полезно узнать о работе и правилах обслуживания экокаминов.

А для любителей самоделок мы подготовили инструкцию по изготовлению биотоплива из спирта.

  • Каким бывает биотопливо
  • Полезная информация по экокаминам
  • Как сделать биотопливо для экокамина
  • Как производят биогаз
  • Выводы и полезное видео по теме

Каким бывает биотопливо

Этим термином обозначают различные вещества, которые производят из сырья биологического происхождения, растительного или животного.

Есть несколько видов такого топлива, среди которых стоит отметить:

  • Биогаз. Для производства такого топлива используется в буквальном смысле мусор органического происхождения, который разлагается бактериальными культурами.
  • Биодизель. Для изготовления биодизеля используют растительные жиры, а также некоторые продукты животного происхождения. В качестве производственного ресурса подходят масла рапса, кокоса, пальмы, сои и т.п. Многие растительные и животные компоненты получают из отходов пищевой промышленности. Этот продукт обычно применяется для работы транспорта.
  • Биоэтанол. Его рассматривают как экологически чистый аналог бензина. Продукт получают в ходе ферментации углеводов, источником которых является сырье с высоким содержанием крахмала, сахара или целлюлозы.

    В экокаминах используют денатурированный этанол. Он образуется в результате ферментации пшеницы, тростникового сахара, свеклы, картофеля и т.п. Этанол также производят путем гидролиза древесины, соломы и других ресурсов с высоким содержанием целлюлозы.

    Процесс горения такого практически чистого спирта не сопровождается выделением сажи, дыма и других продуктов.

    При изготовлении биодизеля чаще всего используются масла различных растительных культур, такие составы обычно используют для работы транспортных средств

    Это позволяет сжигать это биотопливо в открытом устройстве, дымоход для него не нужен. Поэтому экокамин – удобное небольшие сооружение – можно установить прямо посреди комнаты. Затем нужно заправить его биотопливом, чтобы наслаждаться теплом и уютом.

    Стоит отметить, что чистый этанол горит голубоватым, почти бесцветным пламенем. Оно дает много тепла, но наблюдать за ним неинтересно. Поэтому производители такого топлива вводят в его состав специальные добавки, которые придают пламени приятный желтоватый оттенок.

    Помимо самого биоэтанола в состав топлива может входить около 4% воды и небольшое количество добавок, таких как метилэтиклетон и битрекс.

    Чтобы горение биотоплива было достаточно ярким, в его состав вводят особые присадки. Есть также добавки для придания пламени приятного запаха

    Кроме того, смесь дополняют веществами, придающими ему неприятный горький вкус. Денатурированный этанол опасен для здоровья, если его принимать внутрь. Горькие добавки служат защитой от случайного приема состава, хотя в любом случае необходимо соблюдать правила хранения этого опасного состава.

    Некоторые виды каминного биотоплива дополнены еще одной полезной составляющей – морской солью. Этот компонент придает горящему составу не только приятный цвет, но и характерное потрескивание.

    В биотопливо для экокаминов могут вводить также различные ароматизаторы. Очень популярны составы, дополненные хвойными ароматами. Пользуются популярностью и варианты с запахом морской соли.

    Этанол считается нейтральным продуктом по отношению к природе, т.е. его производство, хранение и сжигание не приносит вреда. В процессе горения это вещество разлагается на углекислый газ и воду, но никаких неприятных запахов не выделяет.

    При сгорании биотоплива, конечно, образуется некоторое количество продуктов сгорания, но оно незначительное. Прибор, который используется для горения, нужно просто иногда протирать.

    Промышленный процесс получения биоэтанола состоит из множества этапов, повторить его в домашних условиях будет затруднительно и затратно (+)

    Денатурированный этанол изготавливается в виде жидкости или геля. Жидкое биотопливо поставляется в канистрах, его нужно заливать в предусмотренную для этого емкость экокамина. Гель выпускается в банках, которые перед использованием нужно просто открыть, установить в экокамин и поджечь.

    Иногда используют одновременно две или три банки биогеля, чтобы получить более красивое пламя. Содержимое одной емкости может гореть около трех часов.

    Чтобы погасить пламя, достаточно закрыть крышку на банке. Жидкий биоэтанол разливают в канистры емкостью от одного до двадцати литров. На емкости обычно имеется удобная шкала расхода топлива.

    Такие составы промышленного производства поставляются из Бразилии, которая считается лидером в изготовлении этого продукта, а также из стран Европы, Канады, США, ЮАР и т.д. Успешно осваивают эту технологию в Индии и Китае.

    Жидкое биотопливо поставляется в пластиковых или стеклянных канистрах объемом от одного литра и больше. Хранить такие емкости следует вдали от тепла и воздействия открытого огня

    Выбирая биотопливо для экокамина, нужно обратить внимание на его качество и безопасность. Важный показатель – количество тепла, которое выделяется в процессе сжигания. Качественное топливо обычно снабжено сертификатами, подтверждающими его безопасность и эффективность.

    Разные составы дают различное пламя по цвету и резкости. Этот момент также необходимо учесть, особенно если камин будет использован в качестве украшения для интерьера.

    Биоэтанол и его аналоги успешно используют для освещения улицы, сада и т.п. Смесь не коптит, при соблюдении правил она полностью безопасна

    Этот тип биотоплива успешно применяют для организации уличного освещения. В этом случае следует выбрать состав, который дает самое яркое пламя. Не помешает обратить внимание также на количество продуктов сгорания, оно должно быть минимальным.

    Для хранения биотоплива необходимо подобрать место, находящееся вдали от огня и тепла. Для розжига следует использовать специальные металлические зажигалки. Применение обычных спичек бумаги и других подобных материалов может быть опасным.

    Дополнительная информация о видах и выборе биотоплива представлена в статьях:

  • Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива
  • Как выбрать топливо для биокамина: сравнительный обзор видов топлива + разбор популярных марок

    Полезная информация по экокаминам

    Устройство представляет собой укрупненный вариант обычной спиртовки с эффектным дизайном. Здесь имеется емкость для загрузки горючего вещества, а также заслонка, чтобы регулировать интенсивность пламени. Для оформления экокамина используют керамические элементы, металлические детали и жаростойкое стекло.

    Биоэтанол горит без копоти и сажи, поэтому экокаминам не нужны дымоходные конструкции, это упрощает их эксплуатацию и придает им мобильность

    Стеклянные панели не только украшают такое устройство, но и служат для защиты от жара. Не все устройства имеют такую защиту, но стеклянные экраны различных модификаций продаются отдельно.

    Имеет смысл приобрести защитный элемент, особенно если предполагается использовать мобильную модель, которую будут устанавливать в разных местах. Часто такой камин декорируют искусственными дровами, чтобы придать конструкции традиционный вид, но это не единственный вариант.

    Экокамины бывают напольными, настольными, настенными и даже настольными, они различаются по размерам, но работают одинаково.

    Нельзя добавлять топливо в экокамин во время его работы. Если биоэтанол был пролит, загрязненную поверхность следует сразу же очистить

    Читайте также:  Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: как собрать ветряк самому

    Такие устройства можно использовать для обогрева помещения или в качестве интерьерного украшения. Прибор не нуждается в проводах, поэтому его можно легко переместить. Например, прохладным летним вечером экокамин можно установить на открытой веранде. Существуют устройства самой разной формы.

    Интересным вариантом для стильного кабинета может стать миниатюрная модель, камеру которой встраивают в столешницу, над поверхностью выступает только крышка. Есть интересные варианты в виде корзины, вытянутого цилиндра и т.п.

    Поскольку для экокамина, в котором сжигают такое биотопливо, не нужно оборудовать систему отведения продуктов горения, тепло, полученное во время сгорания, не теряется на обогрев дополнительных конструкций.

    Принципиальная конструкция экокамина почти не отличается от обычной спиртовки, поэтому такой прибор не сложно изготовить своими руками

    Поэтому считается, что КПД такого устройства составляет около 95%, довольно высокий показатель для любой системы. Для работы обычного экокамина в течение часа обычно достаточно половины литра биоэтанола. При этом из литра топлива можно получить 6-7 кВт/ч энергии.

    Считается, что стандартный экокамин может успешно заменить электрический обогреватель около трех киловатт.

    Настенные модели экокаминов могут имитировать традиционные устройства, они разнообразны и предоставляют много вариантов для дизайна интерьера квартиры или офиса

    Преимущество применения биокамина по сравнению с другими обогревателями состоит в том, что этот прибор несколько повышает влажность воздуха в помещении. Практически любой традиционный способ обогрева напротив, удаляет влагу, что может плохо отразиться на здоровье людей.

    И экокамин, и биоэтанол очень просты в применении, а это топливо не опаснее других горючих веществ, используемых в быту. Горение биоэтанола можно регулировать, если в конструкции экокаминов предусмотрена такая возможность.

    Устройство может давать больше или меньше тепла и света, соответственно, будет изменяться и время расходования топлива.

    Имеются у этого способа отопления и некоторые недостатки. Например, при всем удобстве использования биоэтанол нельзя доливать в емкость камина. Нужно не только дождаться, чтобы состав прогорел, но и дать устройству остыть. Этот момент придется учитывать, планируя время использования камина.

    Хотя камины для биоэтанола и не нуждаются в дымоходе, все же нельзя использовать такие устройства бесконтрольно.

    Открытое пламя всегда представляет опасность возгорания, поэтому его лучше скрыть за экраном из жаростойкого стекла. Такой элемент можно купить отдельно

    Помещение, которое обогревается таким образом, нужно регулярно проветривать, чтобы уравновесить количество кислорода и углекислого газа. Если в процессе заправки камина было пролито немного топлива, его нужно немедленно стереть, даже если речь идет о паре капель горючего вещества.

    Для этого под рукой лучше держать ветошь с хорошими впитывающими свойствами. Для розжига допускается использовать особые длинные спички, но чаще применяют длинные металлические зажигалки. Некоторые камины на биотопливе снабжены функцией электророзжига, что очень удобно, но повышает стоимость модели.

    Как сделать биотопливо для экокамина

    Самостоятельно сделать состав этого типа не сложно. Для этого можно просто купить чистый спирт, например, в аптеке. Если залить его в чистом виде, пламя будет практически бесцветным. Чтобы придать ему желтую окраску, нужно добавить к спирту немного бензина.

    Пропорция составляет примерно 20:1 или 20:2, т.е. на один литр спирта нужно взять 50-100 мл бензина.

    Самодельное топливо для экокамина можно сделать из аптечного спирта или очищенного крепкого самогона. Чтобы пламя было красивым, добавляют немного бензина

    Вместо спирта некоторые используют самогон, но он должен быть очень хорошо очищен. Смешивание спирта с бензином нужно выполнять непосредственно перед заливкой состава в камин.

    Длительное хранение смеси бесполезно и опасно, поскольку в спокойном состоянии элементы распадаются на отдельные жидкости. Перемешивать компоненты следует очень тщательно.

    Самодельное экотопливо может гореть с характерным запахом спирта, что доставляет неприятные ощущения. Чтобы исправить ситуацию, можно добавить в камин (но не в состав) несколько капель эфирного масла с приятным запахом. Обычно для этого подходят ароматы хвои, которые создают иллюзию горения настоящих дров.

    Такую же смесь можно использовать для керосиновых ламп, вместо керосина. Состав не дает копоти и пахнет гораздо лучше, чем керосин.

    Как производят биогаз

    Эта разновидность топлива существенно отличается от описанного выше биоэтанола по составу, способу производства и применения. При желании такое горючее вещество можно изготавливать на собственном участке. Для экокамина этот газ не подойдет, но его вполне успешно применяют для обычных каминов, оборудованных специальными горелками.

    Установка для изготовления биогаза – это герметичную емкость, в которую загружается сырье, преобразующееся в горючую смесь для обогрева жилья или подсобных помещений

    Через них в топочную камеру поступает не только биогаз, но и дополнительный поток кислорода. Так можно обеспечить эффективное горение биотоплива. Камин, предназначенный для использования биогаза, должен иметь дымоход. Это позволяет использовать его не только для сжигания газа, но и для более традиционных видов топлива: дров, угля и т.п.

    Если же в доме уже имеется камин, переоборудовать его под биогаз будет не особенно сложно. При наличии достаточного количества дров можно сделать древесный уголь самостоятельно, чтобы немного сэкономить. Можно произвести биогаз из навоза.

    Его обязательно смешивают с продуктами растительного происхождения: соломой, торфом, листьями деревьев, ботвой овощных культур, опилками и т.п. Такую смесь помещают в плотно закрытую емкость, где она бродит под воздействием бактериальных культур.

    В результате получается горючий газ, который состоит, главным образом, из метана. Его можно сжигать для обогрева жилых помещений, теплиц, подсобных помещений.

    Одно из обязательных требований к биогазовой установке – абсолютная герметичность. Поскольку процесс сопровождается выделением характерного зловония, емкость для брожения устанавливают под землей.

    Наружу выводят шланг, по которому поступает образующийся газ. Нужен еще один шланг, чтобы подавать внутрь материал для переработки. Генератор биогаза можно сделать самостоятельно, но существуют и промышленные модели, более безопасные и производительные.

    Выводы и полезное видео по теме

    Полезная информация по производству биоэтанола содержится в этом ролике:

    Здесь можно посмотреть процесс создания простейшей модели экокамина:

    Так выглядит промышленный экокамин в интерьере гостиной:

    Биотопливо – довольно широкое понятие. Вариант состава подбирают в зависимости от того, какой тип камина предполагается использовать. Но это всегда горючее вещество, при использовании которого следует четко придерживаться требований безопасности.

    Рассмотреть варианты использования биотоплива следует хотя бы потому, что оно производится из возобновляемых ресурсов.

    Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и использованию биотоплива для камина? Можете оставлять комментарии и участвовать в обсуждениях публикации. Блок для связи находится в ниже.

    Что такое биотопливо, его виды и преимущества?

    В связи с климатическими сдвигами, которые происходят на планете, многие страны начинают задумываться об экологии. В первую очередь для улучшения экологии на планете многие страны производят биотопливо, которое сможет заменить традиционное.

    Еще одна причина производства биотоплива заключается в том, что запасы нефти и угля не бесконечны. Рано или поздно они исчерпаются, и когда это произойдет, людям будет жизненно необходимы альтернативные виды топлива, на которых смогут ездить автомобили, работать котлы, турбины и так далее.

    Что такое биотопливо?

    Многие слышали о биотопливе, однако мало кто на самом деле знает, что это такое и как его производят. Итак, биотопливо – это альтернативный вид топлива, который получается в результате переработки биологических отходов или биологического сырья.

    Стоит отметить, что существует три вида биотоплива:

    Кроме этого такое топливо может изготавливаться из разного биологического сырья, к примеру, из навоза, соломы, кукурузы и так далее.

    Твердое биотопливо

    Твердый тип биотоплива является наиболее часто применяемым в жизни человека. Самый яркий и всем известный пример твердого биотоплива – это, конечно же, дрова, которые используются с незапамятных времен для обогрева помещений и приготовления пищи.

    Однако на сегодняшний день существуют и другие виды твердого биологического топлива. К примеру, древесные гранулы и пиллеты.

    Они изготовлены из прессованных опилок, щепок, коры деревьев, соломы и других отходов аграрного хозяйства, таких как:

    • Лузга подсолнечника;
    • Скорлупа орехов;
    • Навоз и так далее.

    Такие отходы прессуются и принимают вид гранул цилиндрической формы, которые имеют длину в 10-30 мм, и диаметр 6-10 мм.

    Пиллеты, твердое биотопливо

    В России пиллеты уже несколько лет являются достойной альтернативой обычным типам топлива. Они успешно заменяют солярку, уголь и дрова, при этом в отличие от солярки и угля, пиллеты при сгорании не выделяют вредных веществ и практически не дымят. Кроме этого такой вид топлива выделяет больше тепла, чем обычные дрова, благодаря чему пиллеты используются не только для обогрева частных домов, но и в промышленности.

    Единственным конкурентом пиллет является газ, который подается через трубопровод. Кончено, если учитывать только стоимость сырья, то отопление на газу стоит в 3-4 раза дешевле. Однако если принять в расчет стоимость нового подключения газового оборудования (согласование проекта, разрешение газовой службы и так далее), то пеллеты выигрывают и здесь.

    Что такое пеллеты? Это твердый тип биотоплива, который представляет собой небольшие гранулы цилиндрической формы. Они, как и любое другое твердое биотопливо, изготавливаются из отходов сельского производства (солома, опилки, кора, скорлупа орехов и так далее).

    Стоит отметить, что за рубежом такое топливо широко применяется в автоматизированных котельных, как бытового, так и промышленного назначения. Во многом такую популярность пеллеты получили благодаря низкой стоимости. При этом по выделению тепла они не уступают углю и другим видам топлива.

    Размер одной гранулы пеллет составляет 6-8 мм в диаметре и 5-70 мм в длину. Однако существуют пеллеты, имеющие размеры, превышающие указанные выше. К примеру, в Новосибирске выпускаются пеллеты, имеющие диаметр 10 мм.

    В России в качестве сырья для производства данного типа биотоплива используются хвойные породы (остатки от переработки хвойного дерева). Но при этом стоит отметить, что наивысшее качество имеют пеллеты, которые сделаны из отходов переработки лиственных пород деревьев. Конечно, для производства такого топлива требуется современное оборудование более высокого уровня.

    Жидкое биотопливо

    Жидкий вид биотоплива, как правило, используется в автомобилях.

    К нему можно отнести:

    • Биоэтанол (прекрасная альтернатива бензину, хотя и уступает последнему по энергоплотности);
    • Биометанол;
    • Биобутанол – имеет вид бесцветной жидкости;
    • Диметиловый эфир – изготавливается из угля, природного газа либо биомассы;
    • Дизельное биотопливо (биодизель);
    • Биотопливо второго поколения – изготавливается путем пиролиза биомассы.

    Дизельное биотопливо

    Биодизель производится из различных видов растительных масел. Для получения такого топлива из растительного масла в первую очередь требуется уменьшить вязкость последнего. Делается это при помощи спирта. Известно, что любое масло состоит из триглицеридов, что означает, что в составе масла имеется глицерин. Именно глицерин и делает масло вязким.

    Чтобы вывести (нейтрализовать) глицерин масло подвергается процессу трансэтерификации – устранение глицерина при помощи спирта. В результате такого процесса получается чистое биологическое дизельное топливо. Получившаяся жидкость имеет цвет меда и не должна содержать примесей. Если жидкость, даже немного мутная, это говорит о том, что в ней присутствует вода. Удалить ее можно в процессе нагревания.

    Биотопливо из соломы

    Относительно недавно ученые из Нидерландов разработали еще один вид жидкого биологического топлива, которое может использоваться в автомобилях. Производится оно из соломы.

    Согласно технологии производства такого топлива солома нагревается до определенной температуры, после чего к ней добавляются специальные ферменты. Это позволяет образовать сахара. Следующий этап заключается в том, что при помощи бактерий образованные сахара перерабатываются в этанол, который впоследствии можно использоваться в качестве топлива для автомобиля.

    Изготовление биотоплива из соломы отличается экономичностью. Около трети перерабатываемой соломы отправляется в отходы, которые сжигаются. При горении они выделяют достаточное количество энергии (температуры), чтобы получить сахара из оставшихся двух третей соломы. Более того, при сжигании соломы образуется больше энергии, чем требуется для образования сахаров. Эту энергию вполне возможно использовать в других целях.

    Ученые утверждают, что после переработки 5 т соломы по представленной технологии получается биотопливо для автомобилей, которого хватит на целый год езды.

    Биотопливо из рапса

    Рапс является самым перспективным сырьем, которое используется для производства биотоплива. Стоит отметить, что уже сегодня 80% биодизеля изготавливают именно из рапса.

    Технология изготовления биологического дизельного топлива из рапса заключается в том в том, что исходное сырье (то есть семена рапса) попадает в специальное устройство (маслобойку). Здесь масло отделяется от рапсового шрота, который в дальнейшем используется в комбикормовой промышленности.

    Полученное масло поступает для следующей обработки в этерификационную установку. В процессе этерификации из рапсового масла удаляется глицерин. Для этого в масло добавляется метанол и немного щелочного катализатора.

    Газообразное биотопливо

    К такому типу топлива относятся:

    Зеленые технологии, биотопливо

    Биотопливо из навоза

    Долгое время отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности использовались исключительно для производства удобрений, однако сегодня эти же отходы позволяют вырабатывать биологическое топливо. В качестве сырья для производства топлива можно использовать навоз скота и птиц, а также пивная дробина, отходы боен, послеспиртовая барда, канализационные стоки, свекольный жмых и так далее.

    Читайте также:  Тепловые насосы

    В результате переработки таких отходов получается газообразное биотопливо, которое получается в результате брожения. Полученный в итоге биогаз может быть использован для производства электроэнергии или в котельных, для отопления жилых домов. Кроме этого такое топливо используется в автомобилях.

    Однако стоит отметить, что для получения газообразного биотоплива для автомобилей биогаз, полученный в результате брожения необходимо отчистить от СО2, после чего он преобразуется в метан.

    Биотопливо второго поколения

    Биотопливо второго поколения – это такой вид топлива, который производится из непищевого возобновляемого сырья, в отличие от этанола, метанола, биодизеля и так далее. В качестве сырья для производства биотоплива второго поколения может использоваться солома, водоросли, опилки и любая другая биомасса.

    Биотопливо из водорослей

    На сегодняшний день ученые разработали специальную технологию получения биотоплива второго поколения из водорослей.

    Развитие этой технологии в дальнейшем произвести настоящую революцию в мире биотоплива, так как главное сырье (водоросли) не требуют особого ухода и не нуждаются в удобрениях (для роста требуется вода и солнечный свет). Более того, они растут в любой воде (грязной, чистой, соленой и пресной). Также водоросли способны помочь в чистке канализационных магистралей.

    Биотопливо, виды, распространение, производство и применение

    Биотопливо, виды, распространение, производство и применение.

    Биотопливо – это топливо, получаемое из биомассы (животного или растительного сырья, а также из биологических отходов) в результате проведения термохимической или биологической реакции.

    Биотопливо как альтернативный источник энергии:

    Перед человечеством всегда остро стоял вопрос поиска дешевых источников энергии, получение которых не требовало чрезмерных затрат. Проблема использования энергоносителей, особенно обострилась в XX веке, когда стало ясно, что бездумное сжигание углеводородов приведет к дальнейшему снижению их земных запасов. Ученые пришли к выводу, что запасы нефти и газа со временем иссякнут, а затраты на разработку новых месторождений существенно возрастут, поскольку придется привлекать больше техники и производственных мощностей. В этот период значительно ухудшилась экология, болезненно реагирующая на исчезающий лесной покров и продолжающееся загрязнение атмосферы , недр и воды.

    Возросла актуальность поиска альтернативных источников тепловой энергии , которые могли бы заменить природный газ и нефть . И таким эффективным направлением, наряду с солнечной энергетикой, ветроэнергетикой стало использование энергоносителей биологического происхождения (биотопливо).

    Под топливом биологического происхождения (биотопливом) следует понимать продукт, синтезируемый из животного, либо растительного сырья, а также из биологических отходов, который при определенном воздействии, выделяет тепловую энергию.

    Среди других формулировок определения биотоплива встречается также и следующее: «Биотопливо – это топливо, получаемое из биомассы в результате проведения термохимической или биологической реакции».

    54-60 % биотоплива составляют его традиционные формы: дрова, растительные остатки и сушёный навоз для отопления домов и приготовления пищи. Их используют 38 % населения Земли.

    Классификация биотоплива:

    Топливо биологического происхождения классифицируется в зависимости от агрегатного состояния и по принадлежности сырья к одному из трех поколений.

    К сырью 1-го поколения относятся классические сельскохозяйственные культуры, например: сахарная свёкла.

    Отличительной особенностью культур, относящихся к сырью 1-го поколения, является максимальное наличие в их составе крахмалов, сахаров и жиров. Крахмалы и сахара после многоступенчатой переработки превращаются в биоэтанол, жиры в биодизель. Транспортное биотопливо в основном получают из сырья 1-го поколения.

    К сырью 2-го поколения относятся древесина, трава и непищевые остатки культивируемых растений, содержащие целлюлозу или лигнин.

    Типичным представителем сырья 2-го поколения являются простейшие водоросли, растения рыжик и ятрофа с предельным содержанием масла. Выращивание культур второго поколения требует меньших затрат, нежели первого поколения. Такое растительное сырьё можно с большим эффектом сжигать, получать биогаз, разлагать в термической реакции пиролиза. Недостатком сырья второго поколения является необходимость иметь большие площади культивируемых культур.

    К сырью 3-его поколения относятся быстрорастущие водоросли с максимальным содержанием масла. Данные культуры культивируются в искусственных водоемах.

    Виды биотоплива:

    С учетом агрегатного состояния – топливо биологического происхождения может быть в жидком, твердом или газообразном состоянии.

    Наиболее распространенной формой биотоплива, безусловно, является твердая биомасса.

    Твердая масса представлена в виде топливных брикетов и гранул, горючего торфа, биоугля, древесной щепы и дров.

    Жидкое (моторное) топливо – продукт переработки растительного сырья, который обеспечивает работу двигателей внутреннего сгорания. Сюда относится: биоэтанол, биометанол, биодизель, биобутанол, диметиловый эфир.

    В газообразном состоянии биотопливо представлено биогазом и биоводородом.

    Топливные брикеты:

    Для получения топливных брикетов из биологических отходов широко используется технология переработки птичьего помёта и навоза. Данная биомасса предварительно высушивается и прессуется в брикеты. В последующем подготовленные топливные брикеты используются для обогрева жилых помещений и заводских цехов.

    Топливные гранулы:

    Топливные гранулы получают из древесных отходов, скорлупы ореха, подсолнуховой лузги, опилок, коры и щепы. На начальном этапе переработки, биомасса, измельченная до муки, поступает в сушилку, затем под пресс. В условиях повышенного давления и высокотемпературной среды выделяется природный полимер лигнин, который проявляет клеящие свойства. На выходе получаются топливные цилиндрики, имеющие минимальный процент зольности (не более 3 %).

    Горючий торф:

    Технология получения горючего торфа особой сложностью не отличается. Добытый торф доставляется на перерабатывающий завод, где просеивается, просушивается, а затем прессуется в брикеты. Впоследствии торфяные брикеты используются при обогреве загородных домов и производственных помещений.

    Древесная щепа:

    В европейских странах налажено производство древесной щепы, которая является продуктом сжигания на местных ТЭЦ. Выработка щепы выполняется на лесозаготовках с помощью шредеров (специальных рубильных машин). Сырьем для производства щепы выступают остатки коры, сучьев, пней, мелких веток.

    Биоуголь:

    Биоуголь – конечный продукт нагревания древесины и растительных остатков без доступа кислорода. Химический процесс отжига древесины получил название пиролиза. На Западе активно практикуется технология торрефакции (отжига древесной массы) на выходе которой получаются биотопливные гранулы с максимальным объемным теплосодержанием.

    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.

    Биоэтанол:

    Биоэтанол является классическим биотопливным заменителем бензина, который занимает лидирующие позиции в перечне моторных топлив биологического происхождения. Основная сфера применения биоэтанола – топливо для работы двигателей автомобилей , однако в последние годы продукт используется в качестве биотоплива для домашних каминов.

    В смеси с бензином, биоэтанол имеет множество достоинств: повышает мощность двигателя, не перегревает его во время работы, не образует нагара и сажи, не выделяет дым.

    При использовании в качестве топлива для каминов биоэтанол демонстрирует лучшие экологические качества, нежели обычные дрова: выделяет минимум углекислоты, не дает сажи и дыма. Как топливо для каминов биоэтанол используется даже в многоквартирных домах.

    Для получения этанола берется сырьё, содержащее крахмал, сахар или целлюлозу, причем последний вариант считается наиболее экономически оправданным.

    Крахмал или сахар содержится в кукурузе, картофеле, батате, ячмене, сахарной свекле, зерновых, сахарном тростнике. Производство этанола из сахарного тростника более выгодно, чем из кукурузы.

    На данный момент известно два способа получения биоэтанола: спиртовое брожение (микробиологический способ) и гидратация этилена (синтетический способ).

    При проведении реакции брожения получается 15%-раствор биоэтанола, который впоследствии проходит несколько этапов очистки и концентрирования посредством дистилляции.

    В промышленных масштабах биоэтанол получают в процессе гидролиза из целлюлозосодержащего сырья (древесные опилки, солома). Полученную смесь впоследствии подвергают спиртовому брожению.

    Биометанол:

    Биометанол применение в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Общая доля использования продукта в качестве топлива для легковых и грузовых автомобилей составляет 20 %. На базе биометанола сегодня создана уникальная угольная суспензия «метакол», которая является альтернативой применения топочного мазута, но в отличие от него обладает более высокой энергоемкостью и не требует использования специальных котлов. Среди ярких достоинств данного продукта, следует выделить: малый выброс углекислого газа в атмосферу и возможность утилизировать органические отходы. К недостаткам необходимо отнести: наличие бесцветного пламени, что может создавать аварийную ситуацию и травление внутренних полостей карбюраторов и алюминиевых систем.

    Технология производства биометанола на данный момент четко не отлажена. Перспективным направлением является процесс получения продукта из фитопланктона, посредством биохимического преобразования исходного сырья. Процесс преобразования включает брожение биомассы, а затем прямое окисление метана.

    Преимущества данной технологии очевидны: не требуется пресная вода и почва. Фитопланктон имеет хорошую энергетическую отдачу и обладает высокой продуктивностью.

    Сфера применения биометанола не ограничивается автомобильной отраслью – продукт также широко используется в химической промышленности для получения метиламинов, формальдегидов, растворителей, его добавляют в антифризы и природный газ.

    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).

    Диметиловый эфир:

    Диметиловый эфир – отождествляется с топливом биологического происхождения, который отвечает всем требованиям экологически чистого продукта, не требующего дополнительных этапов очисток. Автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающие на диметиловом эфире, производит отечественный флагман автомобилестроения «КАМАЗ», китайский производитель «SAIC Motor», европейские корпорации «Volvo» и «Nissan».

    Биогаз:

    Биогаз, чаще всего выступает заменителем природного газа и представляет собой смесь метана и углекислого газа . Из биогаза можно также получать электрическую энергию или использовать готовый продукт в качестве топлива. Технология производства биогаза предусматривает расщепление сложных органических соединений под влиянием бактерий. Данный процесс получил название метанового брожения. Конечным продуктом метанового брожения является биогаз и органическое удобрение.

    Сырьем для промышленного производства биогаза служит широкий перечень органических отходов:

    – сладкая/соленая молочная сыворотка;

    – отходы от производства биодизеля;

    – виноградная выжимка, жом овощной и фруктовый;

    – отходы переработки картофеля;

    – отходы получения крахмала и патоки;

    – отходы производства чипсов;

    – отходы рыбного и забойного цехов;

    – птичий помёт и навоз.

    Биогаз можно также получать из силосных культур и водорослей. Одним из способов получения биогаза является сбор свалочного газа. Правильная организация сбора свалочного газа позволяет улучшить экологическую ситуацию в крупных городах.

    Ключевой задачей биогазовых станций является улучшение экологии окружающей среды за счет переработки разлагающихся отходов с последующим получением органических удобрений. Только после выполнения вышеперечисленных задач ставится цель получения доступной электрической и тепловой энергии .

    Биогазовые установки возводятся на птицефабриках, мясокомбинатах, водочных производствах и имеют статус высокоэффективных очистных сооружений. Современная биогазовая станция вполне может заменить санитарно-ветеринарный завод, который вместо переработки падали в мясокостную муку будет производить биогаз. В нынешних реалиях не менее половины птицеферм Европы отапливаются биогазом. Из одной тонны навоза КРС можно получить до 65 кубометров биогаза. Некоторые крупные автопроизводители Европы уже наладили сборку автобусов, работающих на биогазе.

    Биоводород:

    Биоводород – газообразный продукт, полученный из биомассы биохимическим или термохимическим способом.

    При биохимическом способе воздействия – процесс расщепления биомассы инициируют особые бактерии. При термохимическом способе биомассу нагревают до 800°С без доступа кислорода. В ходе реакции из биомассы выделяется H2, CO и CH4.

    Водород также могут производить из канализационных стоков или морской воды отдельные виды зеленых водорослей (к примеру, Chlamydomonas reinhardtii).

    В промышленных масштабах применение водорода ограничено, поскольку при взаимодействии с воздухом образуется гремучая смесь, которая крайне взрывоопасна.

    Влияние использования топлива биологического происхождения на экологию:

    Во многих странах мира возрастает спрос на топливо биологического происхождения. В погоне за выгодой большинство поставщиков деревянных гранул наращивают объемы торговли, тем самым способствуя вырубке лесов и других зеленых насаждений.

    Интригой до сих пор остается вопрос углеродной нейтральности биоэнергетики – ученые спорят, существует ли риск добавления СО2 в атмосферу или доля таких выбросов не повлияет на природный баланс.

    В некоторых странах Азии из-за непродуманных действий правительства, в связи с изъятием сельскохозяйственных земель из оборота, и выделением их под энергетические культуры ощущается острая нехватка продовольствия.

  • Ссылка на основную публикацию