Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang tanong ng paghahanap para sa bago, kahaliling mga mapagkukunan ng enerhiya ay lumitaw bago ang sangkatauhan. Ang dahilan dito ay ang napipintong krisis sa gasolina at enerhiya at ang patuloy na pagtaas ng polusyon ng kapaligiran. Kinakailangan upang makahanap ng mga bagong mapagkukunan ng thermal enerhiya na maaaring palitan ang langis at gas. Kasabay ng pag-unlad ng solar energy, isa pang mas may pag-asa at, higit sa lahat, lumitaw ang higit na direksyon sa badyet - ang paggamit ng mga biofuel.
Ang mga biofuel ay mga fuel na nakuha mula sa pagproseso ng biomass sa pamamagitan ng thermochemical o biological na paraan - sa tulong ng bakterya. Bilang biomass, maaaring magamit ang parehong mga hilaw na halaman at hayop, pati na rin ang mga residu ng produksyon at pag-aaksaya ng mga hayop ng sakahan. Ang pinakakaraniwang ginagamit na mapagkukunan ay mga halaman at basura ng kahoy.
Nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama, ang mga sumusunod na uri ng biofuels ay nakikilala:
- Solid (kahoy, chips ng kahoy, fuel briquette, fuel pellets, fuel peat);
- Liquid (bioethanol, biobutanol, biomethanol, biodiesel);
- Gaseous (biogas, biohitrogen).
Solidong biofuels
Ang kahoy na panggatong, tulad ng mga siglo na ang nakakaraan, ay patuloy na ginagamit upang makabuo ng init at elektrisidad. Ang isang halimbawa ng pinakamalaking planta ng biomass power sa Europa ay ang Austrian CHP. Ang kapasidad nito ay 66 MW.
Sa kabila ng katotohanang ang mundo ay aktibong bumubuo at nagpopondo ng mga proyekto para sa paglikha ng mga kagubatang enerhiya kung saan lumago ang makahoy na biomass, ang paggamit ng iba't ibang mga produkto ng industriya ng paggawa ng kahoy para sa pagkuha ng biofuel ay nakakaakit ng higit na pansin. Ang nasabing mga negosyo ay medyo mahusay na binuo at aktibong nagbibigay ng kanilang mga produkto sa merkado. Kabilang dito ang mga fuel briquette at fuel pellet - pellets.
Upang makakuha ng fuel briquettes, ang iba't ibang mga bi-basura, tulad ng dumi ng ibon at pataba, ay pinatuyo at pinindot. Ang mga nagresultang briquette ay ginagamit para sa pagpainit ng mga lugar ng tirahan at pang-industriya.
Fuel granules - ang mga pellet ay ginagamit sa isang katulad na paraan. Ang mga ito ay ginawa mula sa sup, kahoy na chips, bark, substandard na kahoy, dayami, basurang pang-agrikultura (sunflower husks, nutshells). Upang makakuha ng mga pellet, ang biomass ay unang durog sa harina, pagkatapos ay pumasok sa dryer, at mula dito sa isang espesyal na pindutin, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng presyon at mataas na temperatura, ang lignin na nilalaman ng basura ng kahoy ay naging malagkit. Ginagawang posible upang makakuha ng mga nakahandang silindro ng biofuel sa output. Ang isang natatanging kalidad ng mga fuel pellets ay ang kanilang mababang nilalaman ng abo - mga 3%.
Ang teknolohiya para sa pagkuha ng fuel peat na ginamit para sa pagpainit ng mga gusali ng tirahan ay simple din. Ang mga hilaw na materyales ay ihinahatid nang direkta mula sa lugar ng pagkuha sa peat processing plant, kung saan ang peat ay nalinis ng mga impurities (sifted), pinatuyong at pinindot sa mga briquette.
Ang isa pang uri ng biofuel - mga chip ng kahoy - ay ginagamit sa Europa sa malalaking mga halaman ng CHP na may kapasidad na isa hanggang maraming mga megawatt. Ang paggawa ng mga chip ng kahoy ay isinasagawa nang direkta sa pag-log o sa paggawa gamit ang mga espesyal na chiper - shredder. Bilang isang hilaw na materyal, ang mga maliliit na sukat na kahoy at mga residu ng pag-log ay karaniwang ginagamit - mga sanga, bark, tuod, atbp.
Produksiyong teknolohiya
Tulad ng pagsasaayos ng anumang proseso ng teknolohikal, sa simula pa lamang, isinasagawa ang papasok na kontrol ng papasok na feedstock. Sa kasong ito, isinasagawa ang isang random na tseke ng mga butil.Ang kalidad ng mga binhi ay ginagamit upang hatulan ang kalidad ng buong kargamento.
Ang susunod na hakbang ay ang pagkuha ng langis. Bakit ang mga hilaw na materyales ay ipinadala sa churn. Ang mga cake na nakuha matapos na pigain ang mga langis ay hindi itinapon, ginagamit ito para sa paggawa ng feed para sa hayop.
Ang mga langis ay karagdagang pinoproseso (ang tinatawag na esterification). Binubuo ito sa pagpapayaman ng langis sa mga methyl esters. Ang kabuuang nilalaman ng mga sangkap na ito sa buong dami ay dapat na hindi bababa sa 96%.
Ang kakanyahan ng teknolohiya ay medyo simple: kinakailangan upang magdagdag ng methanol at isang activator ng mga proseso ng kemikal (anumang alkali). Ang mapagkukunan ng methanol ay karaniwang sup. Gayunpaman, maaari mong gawing simple ang gawain. Sa halip na paghiwalayin ang methanol, maaari mong palabnawin ang langis sa kinakailangang halaga ng isopropyl alkohol o etanol.
Para maganap ang mga proseso ng esterification, kinakailangan na maiinit ang langis sa mataas na temperatura. Karaniwan itong tumatagal ng hanggang sa dalawang oras sa oras. Sa kasong ito, kinakailangan na patuloy na subaybayan ang proseso at huwag makagambala: kahit na ang isang bahagyang pagtaas ng temperatura ay maaaring humantong sa pag-aapoy ng langis.
Ang pagkumpleto ng reaksyong kemikal ay pinatunayan ng pagtanggap ng isang sedimentong glycerol sa ilalim at pagbuo ng dalawang layer sa lalagyan. Samakatuwid, kanais-nais na ang isang transparent na lalagyan ay ginagamit para sa mga prosesong ito: sa kasong ito, posible na tumpak na biswal na matukoy kung kailan nakumpleto ang proseso, na aalisin ang pangangailangan para sa kasunod na mga pagbabago at maiiwasan ang pagtanggap ng mga pagtanggi.
Mga likidong likido biofuel
Ang mga likidong biofuel ay nagiging mas at mas popular dahil sa kanilang kabaitan sa kalikasan at kaligtasan. Pangunahin itong ginagamit sa panloob na mga engine ng pagkasunog. Ang ganitong uri ng gasolina ay nakuha bilang isang resulta ng pagproseso ng iba't ibang mga materyales sa halaman.
Mayroong mga pangunahing uri ng likidong biofuels:
- Bioethanol
- Biobutanol
- Biomethanol
- Biodiesel
Bioethanol
Tumatagal ng isang nangungunang posisyon sa listahan ng mga likidong biofuel. Ang saklaw nito ay nasa mga ordinaryong kotse, at sa mga nagdaang taon ginamit din ito bilang biofuel para sa mga fireplace ng bahay. Ang bioethanol na hinaluan ng gasolina bilang isang gasolina ay may bilang ng mga kalamangan kaysa sa maginoo na gasolina: pinapabuti nito ang pagganap ng makina ng kotse, pinapataas ang lakas nito, hindi pinapainit ang makina, hindi bumubuo ng uling, deposito ng carbon at usok.
Ang Bioethanol ay isang mahusay na kahalili para sa mga mahilig sa fireplace. Dahil hindi ito nabubuo ng usok, ang uling at nagpapalabas ng isang maliit na halaga ng carbon dioxide habang nasusunog. Maaaring magamit upang magpainit ng mga fireplace kahit sa mga gusali ng apartment. Sa parehong oras, walang pagkawala ng init sa lahat, tulad ng karaniwang kaso sa pagpapatakbo ng mga maginoo na fireplace na may isang tsimenea.
Ginagawa ito ayon sa teknolohiya ng alkohol na pagbuburo mula sa mga hilaw na materyales na naglalaman ng almirol o asukal: mais, cereal, tubo, asukal beets. Ito ay nabigyang-katwiran upang makakuha ng etanol mula sa mga hilaw na materyales na naglalaman ng cellulose.
Biobutanol
Bilang isang gasolina para sa mga makina mas kanais-nais kaysa sa bioethanol: mas mahusay itong ihalo sa gasolina, at maaari ding magamit bilang isang hiwalay na gasolina. Upang makuha ito, ginagamit ang mga tradisyunal na pananim: tubo, mais, trigo, mga sugar beet. Habang hindi gaanong popular kaysa sa bioethanol.
Biomethanol
Ang teknolohiya ng produksyon nito ay hindi pa rin sakdal at nangangailangan ng pagpapakilala ng maraming higit pang mga makabagong pag-unlad. Ito ay dapat na makuha sa pamamagitan ng pagbabagong-anyo ng biokimikal ng marine fittoplankton na nilinang sa mga espesyal na imbakan ng tubig. Ngunit sa ngayon hindi posible na maitaguyod ang produksyon sa isang pang-industriya na sukat. Ang mga aplikasyon para sa biomethanol ay kapareho ng para sa maginoo na methanol. Ito ang paggawa ng isang bilang ng mga sangkap (formaldehyde, methyl methacrylate, methylamines, acetic acid, atbp.), Bilang isang pantunaw at antifreeze.
Biodiesel
Ginagamit ito sa mga engine ng sasakyan na parehong hiwalay at pinaghalong may maginoo na diesel fuel.Bilang karagdagan sa kawalan ng negatibong epekto ng biodiesel sa kapaligiran, maraming mga pag-aaral ang nag-highlight ng isa pang kalamangan. Dahil sa mababang nilalaman ng asupre, ang mga katangian ng lubricating ng biodiesel ay mas mahusay, na tumutulong upang pahabain ang buhay ng mga series engine. Ang mga hilaw na materyales para sa produksyon ng biodiesel ay maaaring kapwa halaman (cotton, soybeans, rapeseed), at fatty oil (palad, rapeseed, coconut), algae.
KINAKAILANGAN NA PAG-ADJUSTMENT NG SISTEMANG Sasakyan Para sa Operasyon SA BIOETHANOL
Mayroon ding isang purong problema sa Russia. Ayon sa isang mahabang tradisyon, isinasaalang-alang ng aming estado ang alkohol bilang isang antisocial na sangkap at pinoprotektahan ang mga mamamayan dito na may mga buwis at paghihigpit. Sa sitwasyong ito, ang gastos ng gasolina ng alkohol ay malamang na hindi maging kaakit-akit kaysa sa karaniwang gasolina. At papayagan ba silang magbenta ng etanol sa buong oras? ..
Mayroon ding mga pandaigdigang hadlang. Isa sa mga ito ay ang kakulangan ng pare-parehong pamantayan at mga kinakailangan para sa biofuels. Nasaan ang mga garantiya na, halimbawa, ang multi-fuel na Opel na naglalakbay sa paligid ng Alemanya ay gugustuhin ang bio-gasolina sa kalapit na Pransya na ginawa mula sa iba pang mga hilaw na materyales? Samakatuwid, ang mga modernong modelo na tumatakbo sa biofuels ay karaniwang hindi pinapahiya ang gasolina o diesel fuel.
Mga gas na biofuel
Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga gas na gasolina:
- Biogas
- Biohitrogen
Biogas
Produkto ng pagbuburo ng organikong basura, na maaaring magamit bilang mga labi ng dumi, dumi sa alkantarilya, basura ng sambahayan, basura ng katayan, pataba, dumi, pati na rin silage at algae. Ito ay pinaghalong methane at carbon dioxide. Ang mga organikong pataba ay isa pang produkto ng pagproseso ng basura ng sambahayan sa paggawa ng biogas. Ang teknolohiya ng produksyon ay nauugnay sa pagbabago ng mga kumplikadong organikong sangkap sa ilalim ng impluwensya ng bakterya na nagdadala ng methane fermentation.
Sa simula ng proseso ng teknolohikal, ang basurang masa ay homogenized, pagkatapos ang inihanda na hilaw na materyal ay pinakain gamit ang isang loader sa isang pinainit at insulated na reaktor, kung saan ang proseso ng pagbuburo ng methane ay direktang nagaganap sa temperatura na tungkol sa 35-38 ° C. Ang dami ng basura ay patuloy na halo-halong. Ang nagresultang biogas ay pumapasok sa isang tangke ng gas (ginagamit para sa pagtatago ng gas), at pagkatapos ay pinakain sa isang de-kuryenteng generator. Ang nagresultang biogas ay pumapalit sa maginoo natural gas. Maaaring magamit bilang biofuel o makabuo ng kuryente mula rito.
Biohitrogen
Maaari itong makuha mula sa biomass sa pamamagitan ng mga pamamaraang thermochemical, biochemical o biotechnological. Ang unang pamamaraan ng pagkuha ay nauugnay sa pag-init ng basura ng kahoy sa temperatura na 500-800 ° C, na nagreresulta sa pagpapalabas ng isang halo ng mga gas - hydrogen, carbon monoxide at methane. Sa pamamaraang biochemical, ginagamit ang mga enzyme ng bakterya na Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae, na sanhi ng paggawa ng hydrogen habang nahahati ang mga residu ng halaman na naglalaman ng cellulose at starch. Ang proseso ay nagaganap sa normal na presyon at mababang temperatura. Ginagamit ang biohitrogen sa paggawa ng mga hydrogen fuel cells sa transportasyon at enerhiya. Hindi pa ito malawak na ginagamit.
Ang mga pakinabang ng enerhiya
Ang biyolohikal at pang-agham na interes sa mga mapagkukunang likas na enerhiya ay nagmumula dahil sa mga sumusunod na positibong katangian ng produkto:
- Ang pagkakaroon ng pang-ekonomiya ng materyal... Maraming mga bansa ang gumastos ng maraming pera upang bumili ng langis o natural gas. Ang ekonomiya ng estado ay nagdurusa ng pagkalugi. Ang biofuel ay maaaring makuha sa halos anumang bansa. Bawasan ng lokal na produksyon ng gasolina ang gastos sa pag-import ng mga mapagkukunang dayuhang enerhiya.
- Kadaliang kumilos... Ang mga pag-install ng hangin o solar ay eksklusibong inilaan para sa nakatigil na paggamit. Hindi maihatid. Ang mga materyal na biyolohikal, kung kinakailangan, ay maaaring ilipat mula sa isang rehiyon patungo sa isa pa.
- Ang Biofuel ay nababagong mapagkukunan... Ang basura ng halaman at hayop ay hindi mawawala.
- Likas na mapagkukunan binabawasan ang mga emissions ng greenhouse gas sa kapaligiran. Pinipigilan ang posibilidad ng pag-init ng mundo.
- Ang paggamit ng mga biofuel para sa mga makina ng kotse ay binabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili.
Sa hindi masyadong malayong hinaharap, ang pagpapatakbo ng isang masusunog na gasolina ay magiging mas mura kaysa sa paggamit ng gasolina.
Mga paglabas ng nakakapinsalang sangkap sa kapaligiran
Ang pinababang halaga ng mga emisyon ng carbon dioxide habang nasusunog ay isang malaking karagdagan para sa biodiesel. Ayon sa katiyakan ng mga siyentista na haharapin ang mga isyung ito, ang dami ng emissions ng CO2 mula sa pagkasunog ng biodiesel ay hindi lalampas sa dami ng pagproseso ng carbon dioxide ng mga halaman na nagsilbing mapagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa paggawa ng gasolina sa buong kabuuan siklo ng buhay.
Gayunpaman, nangyayari ang mga emissions mula sa pagkasunog ng gasolina. Iyon ang dahilan kung bakit hindi ganap na tama na tawagan ang biodiesel na isang pang-kapaligiran na gasolina. Gayunpaman, ang ilan ay naniniwala na ang dami ng carbon dioxide na ginawa ay napakaliit na maaari silang mapabayaan. Ang pahayag na ito ay lubos na kontrobersyal.
