Биотопливо
09.01.2019

Биотопливо

Жизнь и активность современного общества полностью зависит от нефти, угля и других природных ископаемых, а также продуктов их переработки. Природные источники энергии исчерпаемы, поэтому человечество активно ищет альтернативные варианты. Самым перспективным решением является биотопливо. Его добывают в результате переработки биологического сырья растительного и животного происхождения. Сегодня существует огромное разнообразие видов биотоплива.

Самым первым, открытым еще в доисторические времена биоматериалом, дающим тепловую энергию, были дрова. Древесина также является исчерпаемым ресурсом. К тому же, стремительная вырубка лесов негативно отражается на экологической обстановке, нарушая баланс в мировой экосистеме. С подобным кризисом столкнулось правительство Англии в XVI-XVII веке, где древесный уголь служил основным источником энергии не только в бытовых, но и промышленных масштабах.

Следующим или биотопливом второго поколения стало масло. Впервые продукт растительного происхождения в автомобильном двигателе использовал Р. Дизель. Произошло это в конце XIX века в Германии. Открытие стало революционным, но имело и недостатки. А именно возник земельный вопрос. Посевные площади для овощей и фруктов надо было делить, чтобы выращивать сою, рапс и другие культуры, из которых добывали маслянистое топливо.

Возникла сложная задача — наладить производство биотоплива, но так, чтобы оно не вступило в конкуренцию с производством продуктов питания. В итоге человечество нашло способ — использовать отходы растений и продукты жизнедеятельности животных. Так появились торфяные и древесные пеллеты, топливные брикеты и т. д.

Виды биотоплива

Биотопливо является выгодной альтернативой не только природным источникам энергии — нефти и газу, но и популярным солнечным батареям. Главным его достоинством является экологичность и бюджетность. Затраты на добычу экологически безопасного топлива значительно ниже, чем на производство других видов. Данная отрасль активно развивается, сегодня производят биологическое топливо следующих видов:

  • Твердое. В эту группу входят брикеты, пеллеты, древесная щепа. Для их производства используется птичий помет и навоз, а также лузга подсолнечника, ореховая скорлупа, кора, щепа, солома. Исходный материал обрабатывается, сушится и прессуется. Преимуществом топливных гранул (пеллет) является низкий процент зольности — не более 3%.
  • Жидкое. Данная категория объединяет биодизель, биометанол, биоэтанол. Этот вид биотоплива, чаще всего, применяется в двигателях внутреннего сгорания. Его основное достоинство заключается в том, что экологичный бензин улучшает работу моторного отсека, не перегревает его, не образует сажи или нагара. Добывают его путем брожения вытяжки из растений — сахарной свеклы, кукурузы, пшеницы.Биодизель заслуживает отдельного внимания. Он не загрязняет атмосферу и обладает более совершенными смазочными способностями. Сырьем для биодизеля является соя, рапс, жирные масла и водоросли.
  • Газообразное — биогаз и биоводород. Такое биотопливо является продуктом переработки бытовых и промышленных отходов. В них добавляют специальные микроорганизмы (бактерии), вызывающее метановое брожение. Преимуществами всех трех видов биологического топлива можно назвать не только минимальные временные затраты на производство, также плюсами являются высокий показатель КПД, безопасность для окружающей среды и людей, низкая себестоимость. Сегодня многие крупные энергетические компании делают ставку на выпуск биотоплива.

Использование биотоплива

С каждым днем все больше частных лиц и предприятий открывает для себя альтернативное экотопливо. Его активно применяют в различных сферах и отраслях жизнедеятельности человека. Востребованным биотопливо является:

В транспортной сфере. Многие автомобили совместимы именно с таким экологичным бензином. Также горючее используется для заправки авиатранспорта.

В промышленности. Многие предприятия, фабрики и заводы для реализации своей деятельности используют именно этот инновационный источник энергии.

В сельском хозяйстве. Биотопливные ресурсы востребованы для освещения и обогрева теплиц, а также других помещений и объектов с\х назначения.

В быту. Твердые виды биотоплива используются для обогрева помещений — как частных домов, так и многоквартирных зданий. В процессе горения они высвобождают большое количество энергии и тепла. Брикеты и пеллеты прекрасно горят в котлах и печах различной конфигурации. Особенно удобно использовать биотопливо для домашних каминов.

Твердое биотопливо в промышленности

Успех и рентабельность большинства промышленных объектов зависят от производственных расходов и затрат на содержание предприятия. Твердые виды биотоплива (торфяные и опилочные брикеты, пеллеты) являются выгодной перспективой для обогрева производственных помещений и обеспечения нужного температурного режима рабочих процессов, особенно, учитывая стремительный рост традиционных энергоресурсов.

Использовать брикеты и пеллеты можно в любой промышленной сфере. Основным требованием, которое надо выполнить, это установка современного оснащения, а именно специальных котлов с автоматизированным процессом загрузки сырья. Это позволит упростить получение тепла и энергии для обогрева.

Экогорючее для машин

Применять жидкое биотопливо можно для любых марок автомобильного транспорта. Для экономного расхода специалисты рекомендуют устанавливать перед форсункой-распылителем адаптер. Это устройство контролирует время подачи и количество топлива в камере сгорания.

При использовании бензина из растений можно быть уверенным, что транспорт не загрязняет окружающую среду. Также основные детали машины, такие как свечи, кольца и поршни, останутся чистыми. Но важно предварительно прочистить топливную систему, это позволит избежать засорений из-за старых отложений и продлить срок службы авто.

Один из главных недостатков применения биотоплива в транспортной отрасли — отсутствие развитой сети заправочных станций, готовых предложить водителям экологически чистый и безопасный бензин.

Биологическое топливо и сельское хозяйство

По показателям КПД топливные брикеты уступают только электроэнергии. Особенно выгодно использование биотоплива для предприятий, занятых в сфере переработки сельхоз. продукции и древесины. У них достаточно сырья для самостоятельного изготовления топлива.

Биотопливо

Отходы растений и животноводства могут послужить источником тепла и энергии для обеспечения энергетических нужд фермерских хозяйств и теплиц. Биотопливо и сельское хозяйство идут рука об руку и это направление стремительно развивается.

Бытовое использование биотоплива

Брикеты, шайбы, пеллеты выступают в роли выгодной замены угля и дров. Они прекрасно взаимодействуют с любыми видами отопительного оборудования. Главными достоинствами их применения в домашних условиях являются:

  • минимальная зольность;
  • устойчивое пламя;
  • высокая теплопроводность;
  • отсутствие углекислого газа в процессе сгорания;
  • безопасность для людей;
  • универсальность;
  • доступная стоимость.

Биотопливо может применяться как в открытых каминах, так и в закрытых котлах длительного горения. Его можно использовать для мангалов и барбекю. Работать с ним максимально просто и удобно.

Технологии производства биотоплива

Несмотря на разнообразие биологического горючего, технология производства во многом похожа. Для переработки сырья используются небольшие, не требующие больших инвестиций, установки. Заниматься выпуском альтернативного источника энергии выгодно в регионах, где развито сельское хозяйство, пищевая и лесная промышленность. Лидирующие позиции в сфере производства биотоплива удерживает США, Финляндия, Индия, Китай и страны Западной Европы.

Выпуск топливных гранул

Пеллеты, как и брикеты, изготавливают из опилок, соломы, лузги подсолнечника. Сырье помещается в установку, где его измельчают до консистенции муки. Полученную массу отправляют в сушилку, где из нее будет удалена вся жидкость. Подготовленную растительную муку помещают в пресс-машину, где прессование проводится при высоких температурах. Форма пеллет придается им с помощью кольцевых штампов. Последняя стадия технологического процесса — охлаждение и фасовка.

Производство пеллет — выгодный и перспективный бизнес. Начать его можно с небольшого предприятия. Самое главное — приобрести эффективное и качественное оборудование. Четверть успеха зависит от выбранного гранулятора. Стабильная работа оборудования зависит от таких процессов, как дробление, сушка, измельчение, водоподготовка, смешивание и дозирование.

Больше половины желающих организовать выпуск твердого биотоплива, стремятся работать с древесными отходами. Крайне важно выбирать качественное сырье и соблюдать все производственные нормативы. Содержание влаги в щепе не должно превышать 10%. Стоит понимать, что нельзя набросать в устройство разных сельскохозяйственных отходов. Сырье должно быть качественным и правильно обработанным.

Гранулы можно разделить на две группы — для промышленного использования и бытового, изготовленные по европейским стандартам. Первые используются в промышленных топках и печах. Вторые предназначены для использования в домах и квартирах. Пеллеты изготавливаются из хвойных пород древесины, имеют высокое качество и приятный аромат.

Производство брикетов

Сырьем для выпуска топливных брикетов также является высушенная растительная мука. Рабочий процесс протекает при высоких температурных режимах, в результате чего поверхность брикета оплавляется и становится прочной. Связующим компонентом является натуральное вещество, содержащееся в растительности, лигнин. Для производства древесных брикетов используются поршневые и шнековые прессы. Длина производимых брикетов может быть бесконечной, нарезка осуществляется по желанию заказчика. Брикеты бывают с отверстием внутри и без него. Выпускают изделия при высокой плотности прессовки, что по энергетическим свойствам делает биотопливо этого вида похожим на каменный уголь. Именно плотность является основным фактором, определяющим:

  • водостойкость;
  • калорийность;
  • прочность.

Биотопливо

Качественный брикет, изготовленных из правильно подготовленного сырья с соблюдением технологии производства, способен обеспечить постоянную температуру при горении более 4 часов.

Производство биогаза

Производственный процесс заключается в создании условий, где при отсутствии кислорода будут развиваться специальные бактерии, разлагая биологические отходы, выступающие сырьем. Основными элементами биогазаовой установки являются емкости и агрегаты, предназначенные для:

  • подготовки и хранения сырья;
  • производства газа;
  • сбора и очистки полученного продукта.

В специальный резервуар помещается биомасса, которая измельчается и регулярно перемешивается. Важное условие брожения — температура более +37 градусов Цельсия. Сырьем для добычи биогаза являются органические бытовые отходы, сточные воды, жидкие и твердые отходы сельского хозяйства.

Добывают биогаз также из помета или навоза. Процесс ничем не отличается от описанного выше, но имеет дополнительный этап — фильтрацию. Полученный продукт поступает в газгольдер, где проводится его очистка. Резервуары являются полностью герметичными, что гарантирует безопасность технологического процесса.

Приобрести эффективные биогазовые установки сегодня не проблема. Многие крупные компании выпускают качественное оснащение. Инновационные машины позволяют сделать процесс практически безотходным. Специальные фильтры отделяют углекислый газ от метана. Остатки после ферментации могут быть использованы для производства экологичных удобрений.

Изготовление биоэтанола

Получить экологический спирт несложно. Процедура напоминает изготовление обычного этанола. Она состоит из следующих этапов:

  • подготовительного — на этой стадии сырье собирают и измельчают;
  • ферментации — к растительной массе добавляют дрожжи;
  • расщепления — получение спирта и отделение его от сивушных масел и других примесей.

Получить качественный продукт можно при условии высокого содержания крахмала в сырье. Поэтому чаще всего для производства экоспирта используются злаковые культуры.

С каждым годом качество продукта становится выше, ведь специалисты в этой области выводят новые виды микроорганизмов, ускоряющих процесс и гарантирующих прекрасный состав этанола. Биоспирт не смешивается с водой, для его хранения не требуются специфичные условия, а транспортировка полностью безопасна.

Выпуск биодизеля

При производстве экодизеля используется рапсовое и соевое масло. Также специалисты научились добывать биологический дизель из растительных отходов — соломы, щепы и древесных опилок. Под воздействием катализатора жир трансформируется в эфир метила. Главная цель предприятия — грамотный подбор катализатора. Если выбрать правильный вариант, процесс пройдет быстрее, а продукт получится максимально качественным.

Оборудование для производства экологического топлива могут иметь небольшую производительность (от 10 до 100 литров в час) и быть супер мощными (несколько тонн за 60 минут). Крупные предприятия располагают современным мощным оборудованием, которое делает выпуск биотоплива полностью автоматизированным процессом. Специальное оснащение способно производить более 15 тонн дизеля в час. Также установки можно разделить на:

  • полуавтоматические;
  • автоматические.

Они гораздо удобнее огромных стационарных комплексов и позволяют провести модульное увеличение производства. Также плюсами такой техники можно назвать низкое энергопотребление оборудования, высокое качество выпускаемой продукции и оптимизация производственных процессов.

Развитие и перспективы использования биотоплива

Биоэнергетика — перспективное направление. Во многих странах данная отрасль успешно развивается десятки лет. Современное биотопливо широко используется для получения электро и тепловой энергии. Основная задача, которая сегодня стоит перед специалистами этой сферы, наладить массовый выпуск продукта по доступным ценам. Отдельным направлением является разработка биологического горючего для авиатранспорта.

Развитие биоэнергетики является перспективным по ряду причин:

  • возможность получать энергию из возобновляемых источников;
  • создание новых рабочих мест на предприятиях по добыче биотоплива;
  • утилизация отходов сельскохозяйственной деятельности;
  • дополнительная прибыль для фермерских хозяйств.

Особенно активно сфера получения биотоплива развивается в европейских странах. Во многих государствах ЕС действуют предприятия по изготовлению брикетов и пеллет. Поддерживать биоэнергетику важно на общегосударственном уровне — создавать специальные программы развития, предоставлять финансирование на выгодных условиях, предлагать сертификаты, гранты, субсидии и льготное кредитование.

За биотопливом будущее. Это понимает мировое сообщество. Многие международные организации призывают государства развивать это направление, внедрять его в промышленные сферы и жизни людей.

Биотопливо третьего поколения

Новым словом в выпуске биотоплива стало использование водорослей в качестве основного сырья. Готовый продукт обладает рядом преимуществ, поэтому его называют биологическим горючим третьего поколения. Водоросли не требуют посевных площадей, они развиваются в воде. Все что надо для их роста — это влага, солнечный ультрафиолет и диоксид углерода. За сутки масса водорослей может увеличиться на 100%.

Энергетические свойства водорослей также впечатляют и превосходят другие источники альтернативной энергии. Не все водоросли пригодны для использования в сфере добычи биотоплива. К тому же, у разных видов разная скорость роста. Отличительной чертов технологического процесса является то, что в ходе синтеза биомасса поглощает углекислый газ из воздуха, очищая его.

Главным условием развития водорослей для получения биотоплива третьего поколения является поддержание температурного режима. Даже незначительные колебания могут свести весь процесс на нет. Коммерциализации данного процесса усложняется и тем, что для массового сбора нужного вида водорослей в большом объеме трудно найти необходимые инструменты и технологическое оборудование.

Выращивание водорослей для производства биотоплива

Как показали исследования американских ученых, выращивать водоросли можно в открытых водоемах. Альтернативное решение — использование специальных закрытых биореакторов. По данным исследований, располагать их надо вблизи электростанций. Остаточное тепло ЭС способно обеспечить нужные температурные условия для развития водорослей на 77%.

Благодаря компании BioKing сегодня налажено серийное производство биореакторов, готовых к работе сразу после подключения. Резервуар для микроводорослей представляет собой пластиковую емкость цилиндрической формы с диаметром меньше метра и 3 м в длину. Масса водорослей увеличивается за счет деления клеток. Каждые 12 часов их объем увеличивается. Когда вся вода превратится в плотную зеленую массу, проводится центрифугирование. Остаток является практически 100% биотопливом. Результат подвергается очистке, жирная часть преобразуется в биодизель, а углеводороды — в этанол.

Компания “Крона Импульс” — один из крупнейших производителей твердого биотоплива в Украине, который также реализует продукцию за рубеж. В ассортименте предприятия есть древесные пеллеты, гранулы из лузги подсолнечника и торфяные брикеты высокого качества. Компания постоянно развивается и совершенствуется, ищет новые пути, позволяющие достичь оптимального соотношения качества и цены продукции.

Форма заказа. RU
Feedback Popup. Ru