Топливо из отходов – уже реальность

Многие наверняка думают, что это технологии будущего. На самом деле это уже давно технологии дня сегодняшнего. И дело не только в том, что биотопливо как новый и очень перспективный источник энергии получает всё большую популяризацию по всему миру. На самом деле о нем заговорили ещё в начале ХХ века, а в годы Второй мировой войны даже активно использовали в дизельных машинах.

Гораздо важнее другое. Причины, побуждающие топливно-энергетическую сферу активнее заниматься производством альтернативных видов топлива просты как дважды два: высокая экологичность, эффективность применения и экономичность производства.

С последним утверждением, правда, можно поспорить. Интеллектуальная и инженерная мысль ещё не настолько продвинулась, чтобы разработать технологии производства в финансовом плане более выгодные, чем традиционные. Но положительная динамика в данном процессе есть. Об этих примерах, а также современных технологиях получения биотоплива в целом расскажем в нашем материале.

Виды биотоплива и способы его производства

В настоящее время разработано три основных метода получения биотоплива. Первый заключается в переработке сельскохозяйственных технических культур. Второй – в добавлении биологических веществ в традиционные виды топлива. И третий – химический синтез горючего. Объединяет все технологии одно – использование растительных масличных отходов, включая неликвидную, низкосортную древесину и даже обычный мусор.

Таким образом, производители стремятся при невысокой себестоимости сырья и, по возможности, малых энергозатратах получать несколько видов биотоплива. Рассмотрим каждый из этих продуктов и технологию его производства подробнее.

Биоэтанол

Это обычный этанол (технический спирт). В качестве сырья служит, как уже говорилось выше, растительное сырье. Его измельчают в крахмал и добавляя гидролизные дрожжи сбраживают, получая готовый продукт (спирт) и отходы (барда, сивушные масла). Барда, к слову, может использоваться для производства кормов.

Стремясь получить продукт, более пригодный для двигателей современных автомобилей, производители биотоплива пошли ещё дальше и начали выпускать гибридное топливо БИО100. Это смесь биобутанола и третбутилового масла, но основа та же – биоэтанол. Его свойства позволяют использовать топливо в самых обычных машинах без конструкционных изменений двигателя.

Биодизель

Или СО₂-нейтральное биодизельное топливо. При его сгорании в атмосферу выделяется столько же углекислоты, сколько поглощается растениями при росте. По нормам токсичности оно соответствует Евро 4.

Получают биосоляру из широкого спектра растительного сырья: древесины, соломы, навоза, сои, рапса, хлопка, ятрофа и прочих растительных веществ и отходов. Приоритетным является рапс, урожайность которого может обеспечивать топливом до 80% все автомобилей Европы. Технология производства следующая: сырье сушат, нагревают до 400-500 °С, а затем выделяющийся газ смешивают с метанолом, используя катализатор метоксид натрия, в результате чего на выходе получается дизельное биотопливо.

Начало в изготовлении биодизеля положила немецкая химкомпания Choren Industriers при поддержке концернов DaimlerChrysler и Volkswagen. Однако, это производство не чистого SunDiesel, как еще называют биодизельное топливо. Чистый биодизель в 20 раз более вязкий по сравнению с традиционным горючим. Поэтому немцы выпускают для современных двигателей смешанный продукт: соединение маслометанольной рапсовой смеси с обычным ДТ в пропорции 30/70. При сгорании данное топливо выделяет до 80% меньше СО₂, чем традиционное. Кстати, для получения абсолютно безопасного топлива масло можно смешивать с пищевым этиловым спиртом вместо метилового.

Есть, правда, один минус, который пока перевешивает все плюсы: себестоимость производства биодизеля выше, чем обычного бензина и дизтоплива. Но, к примеру, норвежцы уже объявили, что через 5-6 лет всё будет наоборот и перерабатывая древесные опилки можно будет получать чистую биосоляру нового поколения.

Синтетическое топливо

Это новый вид биотоплива, разработанный сравнительно недавно – в 2003 году корпорацией DaimlerChrysler. Назвали его BIOTROLL. Производят его преимущественно из древесных отходов путем отжима, экстрагирования, очищения и последующего смешивания полученных масел с биотопливом. Изменяя технологический процесс химики научились создавать целый ряд чистейших и безвредных видов топлива: от бензина до дизеля. В отличие от нефтяного горючего BIOTROLL вообще не выделяет вредных примесей при сгорании и абсолютно нейтрален к углекислому газу.

В Германии даже появились заправочные станции, предлагающие топливо нового поколения. Но, к сожалению, себестоимость его производства ещё очень высока и широкого распространения оно не имеет. Хотя, уже в ближайшем будущем ситуация может измениться. За последнее время средний показатель производства биотоплива в мире вырос в 2,5 раза, а по оптимистичным прогнозам к 2020 году Евросоюз доведет процент его использования до 20%, США и Китай – вообще до 40%.

Эксперименты

Не смотря на планомерное развитие технологий по производству биотоплива нового поколения известными мировыми компаниями, небольшие предприятия и научные институты также параллельно ведут свои исследования.

К примеру, в России наиболее интересный и необычный опыт получили в Пермском крае. Местные агрономы попытались вырастить чайный гриб на фермерских отходах. Смешивание двух биосфер в соотношении 1:3 привело к выделению газа, который в высокой концентрации можно использовать как биотопливо.

В Великобритании тоже не мудрствуя лукаво взяли за основу для биотоплива самое распространенное сырье – барды (жидкие отходы процесса перегона виски), которого на Туманном Альбионе ежегодно производят до 7 млрд литров. Метод переработки основан на способе получения бутанола и ацетона путём ферментации сахара. Итоговый бутанол, к слову, уже показал, что на 30% эффективнее любого другого спиртового биотоплива. Производители обещают, что скоро им можно будет заправляться на британских АЗС.

Не отстают и американские пытливые умы. Исследователи из Технологического института Джорджии объединили генетику и микробиологию. Они добавили гены хвойных деревьев кишечным бактериям. Первые результаты показали, что получаемый в результате такой жизнедеятельности пинен может стать основой для производства ракетного топлива. Но для этого ещё нужно повести не одно исследование. Ученые только в начале пути.

Владислав Пермин, специально для Equipnet.ru