20. yüzyılın sonunda insanlık, yeni, alternatif enerji kaynakları bulma gibi akut bir soruyla karşı karşıya kaldı. Bunun nedeni, yaklaşan yakıt ve enerji krizi ve sürekli artan çevre kirliliğiydi. Petrol ve gazın yerini alabilecek yeni termal enerji kaynakları bulmak gerekiyordu. Güneş enerjisinin gelişmesiyle birlikte, başka bir umut verici ve en önemlisi daha bütçesel bir yön ortaya çıktı - biyoyakıt kullanımı.
Biyoyakıtlar, biyokütlenin bakteriler yardımıyla termokimyasal veya biyolojik yollarla işlenmesinden elde edilen yakıtlardır. Hem bitkisel hem de hayvansal hammaddeler biyokütle olarak kullanılabileceği gibi, organik üretim artıkları ve hayvancılık atıkları da kullanılabilir. En yaygın kullanılan kaynaklar bitkiler ve odun atıklarıdır.
Toplanma durumuna bağlı olarak, aşağıdaki biyoyakıt türleri ayırt edilir:
- Katı (odun, talaş, yakıt briketleri, yakıt peletleri, yakıt turba);
- Sıvı (biyoetanol, biyobütanol, biyometanol, biyodizel);
- Gazlı (biyogaz, biyohidrojen).
Katı biyoyakıtlar
Yüzyıllar önce olduğu gibi yakacak odun, ısı ve elektrik üretmek için kullanılmaya devam ediyor. Avrupa'daki en büyük biyokütle enerji santraline bir örnek Avusturyalı CHP'dir. Kapasitesi 66 MW'dır.
Dünyanın aktif olarak odunsu biyokütlenin yetiştirildiği enerji ormanlarının oluşturulması için projeler geliştirmesine ve finanse etmesine rağmen, ağaç işleme endüstrisinin çeşitli ürünlerinin biyoyakıt elde etmek için kullanılması giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu tür işletmeler zaten oldukça iyi gelişmiştir ve ürünlerini pazara aktif olarak tedarik etmektedir. Bunlara yakıt briketleri ve yakıt peletleri - peletler dahildir.
Yakıt briketleri elde etmek için kuş pisliği ve gübre gibi çeşitli biyolojik atıklar kurutulur ve preslenir. Elde edilen briketler, konut ve endüstriyel binaları ısıtmak için kullanılır.
Yakıt granülleri - peletler benzer şekilde kullanılır. Talaş, talaş, ağaç kabuğu, standart altı ağaç, saman, tarımsal atıklardan (ayçiçeği kabuğu, ceviz kabuğu) üretilir. Pelet elde etmek için, biyokütle önce un halinde ezilir, ardından kurutucuya girer ve ondan özel bir prese girer, burada basınç ve yüksek sıcaklığın etkisi altında odun atıklarında bulunan lignin yapışkan hale gelir. Çıkışta hazır biyoyakıt silindirleri elde etmeyi mümkün kılar. Yakıt peletlerinin ayırt edici bir kalitesi, düşük kül içeriğidir - yaklaşık% 3.
Konut binalarını ısıtmak için kullanılan yakıt torfunu elde etme teknolojisi de basittir. Ham maddeler, ekstraksiyon sahasından doğrudan turba işleme tesisine gönderilir, burada turba safsızlıklardan arındırılır (elenir), kurutulur ve briket haline getirilir.
Diğer bir biyoyakıt türü olan odun yongaları, Avrupa'da bir ila birkaç megavat kapasiteli büyük termik santrallerde kullanılmaktadır. Ağaç yongalarının üretimi, doğrudan kütükte veya özel yonga - öğütücüler kullanılarak üretimde gerçekleştirilir. Hammadde olarak genellikle küçük boyutlu odun ve ağaç kesme artıkları kullanılır - dallar, ağaç kabuğu, kütükler vb.
Üretim teknolojisi
Herhangi bir teknolojik sürecin organizasyonunda olduğu gibi, en başta gelen hammaddenin giriş kontrolü gerçekleştirilir. Bu durumda tahılların rastgele kontrolü yapılır.Tohumların kalitesi, tüm partinin kalitesini değerlendirmek için kullanılır.
Bir sonraki adım yağı almaktır. Hammaddelerin neden karmaşaya gönderildiği. Yağlar sıkıldıktan sonra elde edilen kekler atılmaz, hayvancılık için yem üretiminde kullanılır.
Yağlar daha fazla işlenir (sözde esterleştirme). Yağın metil esterlerle zenginleştirilmesinden oluşur. Hacimdeki bu maddelerin toplam içeriği en az% 96 olmalıdır.
Teknolojinin özü oldukça basittir: metanol ve bir kimyasal işlem aktivatörü (herhangi bir alkali) eklemek gerekir. Metanol kaynağı genellikle talaştır. Ancak görevi basitleştirmek mümkündür. Metanolü ayırmak yerine, yağı gerekli miktarda izopropil alkol veya etanol ile seyreltebilirsiniz.
Esterleştirme işlemlerinin gerçekleşmesi için yağın yüksek sıcaklıklara ısıtılması gerekir. Genellikle iki saate kadar sürer. Bu durumda, süreci sürekli izlemek ve dikkatini dağıtmamak gerekir: sıcaklıktaki hafif bir artış bile yağın tutuşmasına neden olabilir.
Kimyasal reaksiyonun tamamlandığı, altta bir gliserol tortusunun alınması ve kapta iki tabakanın oluşmasıyla kanıtlanır. Bu nedenle, bu işlemler için şeffaf bir kabın kullanılması arzu edilir: bu durumda, işlemin ne zaman tamamlandığını görsel olarak doğru bir şekilde belirlemek mümkündür, bu da sonraki değişikliklere olan ihtiyacı ortadan kaldıracak ve reddedilenlerin alınmasını önleyecektir.
Sıvı biyoyakıtlar
Sıvı biyoyakıtlar, çevre dostu olmaları ve güvenlikleri nedeniyle giderek daha popüler hale geliyor. Esas olarak içten yanmalı motorlarda kullanılır. Bu tip yakıt, çeşitli bitki materyallerinin işlenmesiyle elde edilir.
Başlıca sıvı biyoyakıt türleri vardır:
- Biyoetanol
- Biyobütanol
- Biyometanol
- Biyodizel
Biyoetanol
Sıvı biyoyakıtlar listesinde lider konumdadır. Kapsamı sıradan arabalardadır ve son yıllarda ev şömineleri için biyoyakıt olarak da kullanılmaktadır. Benzinle yakıt olarak karıştırılan biyoetanolün geleneksel benzine göre birçok avantajı vardır: araba motorunun performansını artırır, gücünü arttırır, motoru aşırı ısıtmaz, kurum, kurum ve duman oluşturmaz.
Biyoetanol, şömine severler için harika bir alternatiftir. Duman oluşturmadığından kurum ve yanma sırasında az miktarda karbondioksit yayar. Apartman binalarında bile şömineleri ısıtmak için kullanılabilir. Aynı zamanda, geleneksel şöminelerin bacalı çalıştırılmasında olduğu gibi ısı kaybı da olmaz.
Nişasta veya şeker içeren hammaddelerden alkollü fermantasyon teknolojisine göre üretilir: mısır, tahıllar, şeker kamışı, şeker pancarı. Selüloz içeren hammaddelerden etanol elde etmek ekonomik olarak haklıdır.
Biyobütanol
Motorlar için bir yakıt olarak biyoetanolden daha çok tercih edilir: Benzinle daha iyi karışır ve ayrı bir yakıt olarak da kullanılabilir. Bunu elde etmek için geleneksel ürünler kullanılır: şeker kamışı, mısır, buğday, şeker pancarı. Biyoetanolden daha az popüler olsa da.
Biyometanol
Üretim teknolojisi hala mükemmel değildir ve daha birçok yenilikçi gelişmenin uygulanmasını gerektirir. Özel rezervuarlarda yetiştirilen deniz fitoplanktonlarının biyokimyasal dönüşümü ile elde edildiği düşünülmektedir. Ancak şimdiye kadar endüstriyel ölçekte üretim yapmak mümkün olmadı. Biyometanol uygulamaları, geleneksel metanol ile aynıdır. Bu, bir çözücü ve antifriz olarak bir dizi maddenin (formaldehit, metil metakrilat, metilaminler, asetik asit vb.) Üretimidir.
Biyodizel
Otomobil motorlarında hem ayrı ayrı hem de geleneksel dizel yakıt ile karışım halinde kullanılır.Biyodizelin çevreye olumsuz etkisinin olmamasına ek olarak, çok sayıda çalışma bir başka avantajı vurguladı. Düşük kükürt içeriği nedeniyle, biyodizelin yağlama kabiliyeti daha iyidir ve bu da seri motorların ömrünü uzatmaya yardımcı olur. Biyodizel üretimi için hammaddeler hem bitkiler (pamuk, soya fasulyesi, kolza tohumu) hem de yağlı yağlar (hurma, kolza tohumu, hindistan cevizi), alg olabilir.
BİYOETANOL ÜZERİNDE ÇALIŞMA İÇİN ARAÇ SİSTEMLERİNİN GEREKLİ AYARLARI
Bir de tamamen Rus sorunu var. Uzun bir geleneğe göre, devletimiz alkolü antisosyal bir madde olarak görüyor ve vatandaşları vergiler ve kısıtlamalarla ondan koruyor. Bu durumda, alkollü yakıtın maliyetinin normal benzinden daha çekici olması olası değildir. Ve günün her saati etanol satmalarına izin verilecek mi? ..
Küresel engeller de var. Bunlardan biri, biyoyakıtlar için tek tip standartların ve gereksinimlerin olmamasıdır. Örneğin, Almanya çevresinde seyahat eden çok yakıtlı Opel'in komşu Fransa'daki diğer hammaddelerden yapılan biyo benzini seveceğine dair garantiler nerede? Bu nedenle, biyoyakıtlarla çalışan modern modeller genellikle benzin veya dizel yakıtı küçümsemez.
Gazlı biyoyakıtlar
İki ana gazlı yakıt türü vardır:
- Biyogaz
- Biyohidrojen
Biyogaz
Dışkı kalıntısı, kanalizasyon, evsel atık, mezbaha atığı, gübre, dışkı, silaj ve yosun olarak kullanılabilen organik atıkların fermantasyon ürünü. Metan ve karbondioksit karışımıdır. Organik gübreler, biyogaz üretiminde evsel atık işlemenin bir başka ürünüdür. Üretim teknolojisi, metan fermantasyonunu gerçekleştiren bakterilerin etkisi altında karmaşık organik maddelerin dönüşümü ile ilişkilidir.
Teknolojik sürecin başlangıcında, atık kütlesi homojenleştirilir, daha sonra hazırlanan hammadde, bir yükleyici kullanılarak ısıtılmış ve yalıtılmış bir reaktöre beslenir, burada metan fermantasyon işlemi doğrudan yaklaşık 35-38 ° C'lik bir sıcaklıkta gerçekleşir. Atık kütlesi sürekli karıştırılır. Ortaya çıkan biyogaz bir gaz tankına (gaz depolamak için kullanılır) beslenir ve ardından bir elektrik jeneratörüne beslenir. Ortaya çıkan biyogaz, geleneksel doğal gazın yerini alır. Biyoyakıt olarak kullanılabilir veya ondan elektrik üretebilir.
Biyohidrojen
Biyokütleden termokimyasal, biyokimyasal veya biyoteknolojik yöntemlerle elde edilebilir. İlk elde etme yöntemi, odun atığının 500-800 ° C sıcaklığa ısıtılmasıyla ilişkilidir ve bunun sonucunda bir gaz karışımı - hidrojen, karbon monoksit ve metan - gelişmeye başlar. Biyokimyasal yöntemde, selüloz ve nişasta içeren bitki artıklarının parçalanması sırasında hidrojen üretimine neden olan Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae bakterisinin enzimleri kullanılmaktadır. İşlem normal basınçta ve düşük sıcaklıkta gerçekleşir. Biyohidrojen, ulaşım ve enerjide hidrojen yakıt hücrelerinin üretiminde kullanılır. Henüz yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Enerjinin avantajları
Doğal enerji kaynaklarına biyolojik ve bilimsel ilgi, ürünün aşağıdaki olumlu niteliklerinden kaynaklanmaktadır:
- Malzemenin ekonomik mevcudiyeti... Birçok ülke petrol veya doğalgaz almak için çok para harcıyor. Devlet ekonomisi zarar görüyor. Biyoyakıt hemen hemen her ülkede elde edilebilir. Yerli yakıt üretimi, yabancı enerji kaynaklarının ithalat maliyetini düşürecektir.
- Hareketlilik... Rüzgar veya güneş enerjisi kurulumları yalnızca sabit kullanım için tasarlanmıştır. Taşınamaz. Gerekirse biyolojik malzemeler bir bölgeden diğerine taşınabilir.
- Biyoyakıt yenilenebilir kaynak... Bitki ve hayvan atıkları asla yok olmayacak.
- Doğal kaynak sera gazı emisyonlarını azaltır atmosferde. Küresel ısınma olasılığını engeller.
- Otomobil motorları için biyoyakıt kullanımı bakım maliyetlerini düşürür.
Çok uzak olmayan bir gelecekte, yanıcı bir yakıt kullanmak benzin kullanmaktan daha ucuz olacaktır.
Atmosfere zararlı madde emisyonları
Yanma sırasında azalan karbondioksit emisyonu miktarı, biyodizel için büyük bir artıdır. Bu konularla uğraşan bilim adamlarının güvencelerine göre, biyodizelin yanmasından kaynaklanan CO2 emisyonlarının hacmi, tüm yakıt üretimi için hammadde kaynağı olarak hizmet veren tesislerin karbondioksit işleme hacmini aşmamaktadır. yaşam döngüsü.
Ancak, yakıtın yanmasından kaynaklanan emisyonlar meydana gelir. Bu nedenle biyodizele çevre dostu bir yakıt demek tam olarak doğru değildir. Ancak bazıları, üretilen karbondioksit miktarının ihmal edilebilecek kadar küçük olduğuna inanıyor. Bu ifade oldukça tartışmalı.
