Биотопливо
23.01.2019

Біопаливо

Життя і активність сучасного суспільства повністю залежить від нафти, вугілля та інших корисних копалин, а також продуктів їх переробки. Природні джерела енергії є вичерпними, тому людство активно шукає альтернативні варіанти. Найперспективнішим рішенням є біопаливо. Його добувають в результаті переробки біологічної сировини рослинного і тваринного походження. Сьогодні існує величезна різноманітність видів біопалива.

Найпершим, відкритим ще в доісторичні часи біоматеріалом, що дає теплову енергію, були дрова. Деревина також є вичерпним ресурсом. До того ж, стрімка вирубка лісів негативно відбивається на екологічній обстановці, порушуючи баланс в світовій екосистемі. З подібною кризою зіткнувся уряд Англії в XVI-XVII столітті, де деревне вугілля служило основним джерелом енергії не тільки в побутових, але і промислових масштабах.

Наступним або біопаливом другого покоління стало масло. Вперше продукт рослинного походження в автомобільному двигуні використовував Р. Дизель. Сталося це в кінці XIX століття в Німеччині. Відкриття стало революційним, але мало і недоліки. А саме виникло земельне питання. Посівні площі для овочів і фруктів треба було поділити, щоб вирощувати сою, рапс та інші культури, з яких добували маслянисте паливо.

Виникла складна задача – налагодити виробництво біопалива, але так, щоб воно не вступило в конкуренцію з виробництвом продуктів харчування. В результаті людство знайшло спосіб – використовувати відходи рослин і продукти життєдіяльності тварин. Так з’явилися торф’яні і деревні пелети, паливні брикети та т. і.

Види біопалива

Біопаливо є вигідною альтернативою не тільки природних джерел енергії – нафти і газу, але й популярним сонячним батареям. Головною його перевагою є екологічність і бюджетність. Витрати на видобуток екологічно безпечного палива значно нижчі, ніж на виробництво інших видів. Дана галузь активно розвивається, сьогодні виробляють біопаливо наступних видів:

  • Тверде. У цю групу входять брикети, пелети, деревна тріска. Для їх виробництва використовується пташиний послід і гній, а також лушпиння соняшника, горіхова шкаралупа, кора, тріска, солома. Вихідний матеріал обробляється, сушиться і пресується. Перевагою паливних гранул (пеллет) є низький відсоток зольності – не більше 3%.
  • Рідке. Дана категорія об’єднує біодизель, біометанол, біоетанол. Цей вид біопалива, найчастіше, застосовується в двигунах внутрішнього згоряння. Його основна перевага полягає в тому, що екологічний бензин покращує роботу моторного відсіку, що не перегріває його, не утворює сажі або нагару. Видобувають його шляхом бродіння витяжки з рослин – цукрових буряків, кукурудзи, пшениці. Біодизель заслуговує на окрему увагу. Він не забруднює атмосферу і володіє більш досконалими мастильними здібностями. Сировиною для біодизеля є соя, рапс, жирні олії та водорості.
  • Газоподібне – біогаз і біоводень. Таке біопаливо є продуктом переробки побутових і промислових відходів. У них додають спеціальні мікроорганізми (бактерії), що викликають метанове бродіння. Перевагами всіх трьох видів біологічного палива можна назвати не тільки мінімальні тимчасові витрати на виробництво, також плюсами є високий показник ККД, безпека для навколишнього середовища та людей, низька собівартість. Сьогодні багато великих енергетичних компаній роблять ставку на випуск біопалива.

Використання біопалива

З кожним днем ​​все більше приватних осіб і підприємств відкриває для себе альтернативне екопаливо. Його активно застосовують в різних сферах і галузях життєдіяльності людини. Затребуваним біопаливо є: У транспортній сфері. Багато автомобілів сумісні саме з таким екологічним бензином. Також пальне використовується для заправки авіатранспорту.

У промисловості. Багато підприємств, фабрик і заводів для реалізації своєї діяльності використовують саме це інноваційне джерело енергії. У сільському господарстві. Біопаливні ресурси затребувані для освітлення і обігріву теплиць, а також інших приміщень і об’єктів с\г призначення.

В побуті. Тверді види біопалива використовуються для обігріву приміщень – як приватних будинків, так і багатоквартирних будинків. У процесі горіння вони вивільняють велику кількість енергії і тепла. Брикети і пелети прекрасно горять в котлах та печах різної конфігурації. Особливо зручно використовувати біопаливо для домашніх камінів.

Тверде біопаливо в промисловості

Успіх і рентабельність більшості промислових об’єктів залежать від виробничих витрат і витрат на утримання підприємства. Тверді види біопалива (торф’яні і тирсові брикети, пелети) є вигідною перспективою для обігріву виробничих приміщень і забезпечення потрібного температурного режиму робочих процесів, особливо, з огляду на стрімке зростання традиційних енергоресурсів.

Використовувати брикети і пелети можна в будь-який промисловій сфері. Основною вимогою, яку треба виконати, це установка сучасного оснащення, а саме спеціальних котлів з автоматизованим процесом завантаження сировини. Це дозволить спростити отримання тепла і енергії для обігріву.

Екопальне для машин

Застосовувати рідке біопаливо можна для будь-яких марок автомобільного транспорту. Для економної витрати фахівці рекомендують встановлювати перед форсункою-розпилювачем адаптер. Це пристрій, що контролює час подачі і кількість палива у камеру згоряння.

При використанні бензину з рослин можна бути впевненим, що транспорт не забруднює навколишнє середовище. Також основні деталі машини, такі як свічки, кільця і ​​поршні, залишатимуться чистими. Але важливо попередньо прочистити паливну систему, це дозволить уникнути засмічень через старі відкладень і продовжити термін служби авто.

Один з головних недоліків застосування біопалива в транспортній галузі – відсутність розвиненої мережі заправних станцій, готових запропонувати водіям екологічно чистий і безпечний бензин.

Біологічне паливо і сільське господарство

За показниками ККД паливні брикети поступаються тільки електроенергії. Особливо вигідно використання біопалива для підприємств, зайнятих у сфері переробки сельхоз. продукції та деревини. У них достатньо сировини для самостійного виготовлення палива.

Біопаливо

Відходи рослин і тваринництва можуть служити джерелом тепла і енергії для забезпечення енергетичних потреб фермерських господарств і теплиць. Біопаливо та сільське господарство йдуть рука об руку і цей напрямок стрімко розвивається.

Побутове використання біопалива

Брикети, шайби, пелети виступають в ролі вигідної заміни вугілля та дров. Вони прекрасно взаємодіють з будь-якими видами опалювального обладнання. Головними перевагами їх застосування в домашніх умовах є:

  • мінімальна зольність;
  • стійке полум’я;
  • висока теплопровідність;
  • відсутність вуглекислого газу в процесі згоряння;
  • безпеку для людей;
  • універсальність;
  • доступна вартість.

Біопаливо може застосовуватися як у відкритих камінах, так і в закритих котлах тривалого горіння. Його можна використовувати для мангалів і барбекю. Працювати з ним максимально просто і зручно.

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.

Технології виробництва біопалива

Незважаючи на різноманітність біологічного пального, технологія виробництва багато в чому схожа. Для переробки сировини використовуються невеликі, які не потребують великих інвестицій, установки. Займатися випуском альтернативного джерела енергії вигідно в регіонах, де розвинене сільське господарство, харчова і лісова промисловість. Лідируючі позиції в сфері виробництва біопалива утримує США, Фінляндія, Індія, Китай і країни Західної Європи.

Випуск паливних гранул

Пелети, як і брикети, виготовляють з тирси, соломи, лушпиння соняшника. Сировина поміщається в установку, де її подрібнюють до консистенції борошна. Отриману масу відправляють в сушарку, де з неї буде видалена вся рідина. Підготовлене рослинне борошно поміщають в прес-машину, де пресування проводиться при високих температурах. Форма пелет надається їм за допомогою кільцевих штампів. Остання стадія технологічного процесу – охолодження і фасування.

Виробництво пелет – вигідний і перспективний бізнес. Почати його можна з невеликого підприємства. Найголовніше – придбати ефективне і якісне обладнання. Чверть успіху залежить від обраного гранулятора. Стабільна робота обладнання залежить від таких процесів, як дроблення, сушіння, подрібнення, водопідготовка, змішування і дозування.

Більше половини бажаючих організувати випуск твердого біопалива, прагнуть працювати з деревними відходами. Вкрай важливо обрати якісну сировину і дотримуватися усіх виробничих нормативів. Зміст вологи в трісці не повинен перевищувати 10%. Варто розуміти, що не можна накидати в пристрій різних сільськогосподарських відходів. Сировина має бути якісною і правильно обробленою.

Гранули можна розділити на дві групи – для промислового використання і побутового, виготовлені за європейськими стандартами. Перші використовуються в промислових топках і печах. Другі призначені для використання в будинках і квартирах. Пелети виготовляються з хвойних порід деревини, мають високу якість і приємний аромат.

Виробництво брикетів

Сировиною для випуску паливних брикетів також є висушена рослинна мука. Робочий процес протікає при високих температурних режимах, в результаті чого поверхня брикета оплавляется і стає міцною. Сполучним компонентом є натуральна речовина, що міститься в рослинності, лігнін. Для виробництва деревних брикетів використовуються поршневі і шнекові преси. Довжина вироблених брикетів може бути нескінченною, нарізка здійснюється за бажанням замовника. Брикети бувають з отвором всередині і без нього. Випускають вироби при високій щільності пресування, що по енергетичним властивостям робить біопаливо цього виду схожим на кам’яне вугілля. Саме щільність є основним чинником, що визначає:

Біопаливо

  • водостійкість;
  • калорійність;
  • міцність.

Якісний брикет, виготовлених з правильно підготовленої сировини з дотриманням технології виробництва, здатний забезпечити постійну температуру при горінні більше 4 годин.

Виробництво біогазу

Виробничий процес полягає у створенні умов, де за відсутності кисню будуть розвиватися спеціальні бактерії, розкладаючи біологічні відходи, які виступають сировиною. Основними елементами біогазаовой установки є ємності і агрегати, призначені для:

  • підготовки та зберігання сировини;
  • виробництва газу;
  • збору і очищення отриманого продукту.

У спеціальний резервуар поміщається біомаса, яка подрібнюється і регулярно перемішується. Важлива умова бродіння – температура понад +37 градусів Цельсія. Сировиною для видобутку біогазу є органічні побутові відходи, стічні води, рідкі та тверді відходи сільського господарства. Видобувають біогаз також з посліду або гною. Процес нічим не відрізняється від описаного вище, але має додатковий етап – фільтрацію. Отриманий продукт надходить в газгольдер, де проводиться його очищення. Резервуари є повністю герметичними, що гарантує безпеку технологічного процесу.

Придбати ефективні біогазові установки сьогодні не проблема. Багато великих компаній випускають якісне оснащення. Інноваційні машини дозволяють зробити процес практично безвідходним. Спеціальні фільтри відокремлюють вуглекислий газ від метану. Залишки після ферментації можуть бути використані для виробництва екологічних добрив.

Виготовлення біоетанолу

Отримати екологічний спирт нескладно. Процедура нагадує виготовлення звичайного етанолу. Вона складається з наступних етапів:

  • підготовчого – на цій стадії сировину збирають і подрібнюють;
  • ферментації – до рослинної маси додають дріжджі;
  • розщеплення – отримання спирту та відділення його від сивушних масел та інших домішок.

Отримати якісний продукт можна за умови високого вмісту крохмалю в сировині. Тому найчастіше для виробництва екоспірту використовуються злакові культури.

З кожним роком якість продукту стає вище, адже фахівці в цій галузі виводять нові види мікроорганізмів, що прискорюють процес і гарантують прекрасний склад етанолу. Біоспірт не змішується з водою, для його зберігання не потрібні специфічні умови, а транспортування повністю безпечне.

Випуск біодизеля

При виробництві екодизеля використовується ріпакова і соєва олії. Також фахівці навчилися видобувати біологічний дизель з рослинних відходів – соломи, тріски та тирси. Під впливом каталізатора жир трансформується в ефір метилу. Головна мета підприємства – грамотний підбір каталізатора. Якщо вибрати правильний варіант, процес пройде швидше, а продукт вийде максимально якісним.

Устаткування для виробництва екологічного палива можуть мати невелику продуктивність (від 10 до 100 літрів на годину) і бути супер потужними (кілька тонн за 60 хвилин). Великі підприємства мають у своєму розпорядженні сучасне потужне обладнання, яке робить випуск біопалива повністю автоматизованим процесом. Спеціальне оснащення здатне виробляти понад 15 тонн дизеля на годину. Також установки можна розділити на:

  • напівавтоматичні;
  • автоматичні.

Вони набагато зручніші величезних стаціонарних комплексів і дозволяють провести модульне збільшення виробництва. Також плюсами такої техніки можна назвати низьке енергоспоживання обладнання, висока якість продукції, що випускається і оптимізація виробничих процесів.

Розвиток і перспективи використання біопалива

Біоенергетика – перспективний напрямок. У багатьох країнах дана галузь успішно розвивається десятки років. Сучасне біопаливо широко використовується для отримання електрики і теплової енергії. Основне завдання, яке сьогодні стоїть перед фахівцями цієї сфери, налагодити масовий випуск продукту за доступними цінами. Окремим напрямком є ​​розробка біологічного пального для авіатранспорту.

Розвиток біоенергетики є перспективним по ряду причин:

  • можливість отримувати енергію з відновлюваних джерел;
  • створення нових робочих місць на підприємствах по видобутку біопалива;
  • утилізація відходів сільськогосподарської діяльності;
  • додатковий прибуток для фермерських господарств.

Особливо активно сфера отримання біопалива розвивається в європейських країнах. У багатьох державах ЄС діють підприємства по виготовленню брикетів і пелет. Підтримувати біоенергетику важливо на загальнодержавному рівні – створювати спеціальні програми розвитку, надавати фінансування на вигідних умовах, пропонувати сертифікати, гранти, субсидії і пільгове кредитування.

За біопаливом майбутнє. Це розуміє світове співтовариство. Багато міжнародних організацій закликають держави розвивати цей напрямок, впроваджувати його в промислові сфери і життя людей.

Біопаливо третього покоління

Новим словом у випуску біопалива стало використання водоростей в якості основної сировини. Готовий продукт має ряд переваг, тому його називають біологічним пальним третього покоління. Водорості не вимагають посівних площ, вони розвиваються в воді. Все що треба для їх росту – це волога, сонячний ультрафіолет і діоксид вуглецю. За добу маса водоростей може збільшитися на 100%.

Енергетичні властивості водоростей також вражають і перевершують інші джерела альтернативної енергії. Не всі водорості придатні для використання в сфері видобутку біопалива. До того ж, у різних видів різна швидкість росту. Відмінною рисою технологічного процесу є те, що в ході синтезу біомаса поглинає вуглекислий газ з повітря, очищаючи його. Головною умовою розвитку водоростей для отримання біопалива третього покоління є підтримка температурного режиму. Навіть незначні коливання можуть звести весь процес нанівець. Комерціалізації даного процесу ускладнюється і тим, що для масового збору потрібного виду водоростей у великому обсязі важко знайти необхідні інструменти і технологічне обладнання.

Вирощування водоростей для виробництва біопалива

Як показали дослідження американських вчених, вирощувати водорості можна у відкритих водоймах. Альтернативне рішення – використання спеціальних закритих біореакторів. За даними досліджень, розташовувати їх треба поблизу електростанцій. Залишкове тепло ЕС здатне забезпечити потрібні температурні умови для розвитку водоростей на 77%.

Завдяки компанії BioKing сьогодні налагоджено серійне виробництво біореакторів, готових до роботи відразу після підключення. Резервуар для мікроводоростей являє собою пластикову ємність циліндричної форми з діаметром менше метра і 3 м в довжину. Маса водоростей збільшується за рахунок поділу клітин. Кожні 12 годин їх обсяг збільшується. Коли вся вода перетвориться на щільну зелену масу, проводиться центрифугування. Залишок є практично 100% біопаливом. Результат піддається очищенню, жирна частина перетворюється в біодизель, а вуглеводні – в етанол.

Компанія “Крона Імпульс” – один з найбільших виробників твердого біопалива в Україні, яка також реалізує продукцію за кордон. В асортименті підприємства є деревні пелети, гранули з лушпиння соняшнику і торф’яні брикети високої якості. Компанія постійно розвивається і вдосконалюється, шукає нові шляхи, що дозволяють досягти оптимального співвідношення якості та ціни продукції.

Форма заказа. UK
Feedback Popup. UK