Біоспирти (біометанол, біоетанол, біопропанол і біобутанол) можуть використовуватися як паливо в декількох двигунах (двигуни внутрішнього згоряння і двигуни Стірлінга). Біоспирти завжди виробляються під дією мікроорганізмів і ферментів шляхом бродіння цукрів або крохмалю (найпростіше) або целюлози (що складніше). Біоспирти бувають двох форм: біоспирти 1-го покоління та біоспирти 2-го покоління.
- Біоспирти першого покоління (або звичайні) — це біоспирти, виготовлені з речовин у культурах (наприклад, цукор, крохмаль і рослинна олія), які можна використовувати для споживання людиною (наприклад, такі культури, як цукрова тростина, цукровий буряк, картопля тощо). Через це виробництво палива з цих культур фактично створює проблеми у світовому виробництві продуктів харчування.
- Біоспирти другого покоління — це біоспирти, отримані з неїстівних частин рослин придатних для споживання людиною культур (наприклад, деревних стебел, гілок тощо) або з плодів культур, які не можна використовувати для споживання людиною. На відміну від біопалива першого покоління, вони не конкурують безпосередньо за глобальні потоки продуктів харчування, вони можуть використовувати матеріали, які є корисною сировиною для інших процесів, які також зможуть використовувати потоки відходів. Спеціалізовані біоалкогольні плантації можуть прямо конкурувати з землею за харчові (або інші рослинні) продукти, якщо їх не розташувати та вибирати мудро.
Зміст
Види палива
Біоетанол
Біоетанол є найбільш поширеним рідким біопаливом. Це спирт, який зброджується з цукру, крохмалю або целюлозної біомаси. Більшість комерційного виробництва етанолу відбувається з цукрової тростини або цукрових буряків, оскільки крохмаль і целюлозна біомаса зазвичай потребують дорогої попередньої обробки. Він використовується як відновлюване джерело енергії, а також використовується для виробництва косметики, фармацевтичних препаратів, а також для виробництва алкогольних напоїв. Стосовно целюлозного етанолу: окрім використання дерев, інші культури, такі як солома, також можна використовувати та перетворювати на етанол за допомогою слонових дріжджів . [1] [2]
Біометанол
Біометанол виробляється шляхом хімічного перетворення. Його можна виробляти з будь-якої біомаси з вологістю менше 60%; потенційна сировина включає лісові та сільськогосподарські відходи, деревину та різні енергетичні культури. Як і етанол, його можна змішувати з бензином для підвищення октанового числа палива або використовувати в чистому вигляді. Як етанол, так і метанол часто є кращим паливом для гоночних автомобілів.
Біопропанол
Біобутанол
Біобутанол можна виробляти з CO² та електроенергії за допомогою організму Ralstonia eutropha H16 . Його також можна виробляти за допомогою процесу ABE , який використовує бактерію Clostridium acetobutylicum. [3]
Використання спиртів у двигунах внутрішнього сполучення (дизельних двигунах)
Біоетанол
Проблема полягає в тому, що біоетанол (або навіть звичайний етанол) є сильнішим розчинником, ніж звичайне дизельне паливо ( петродизель W ) – настільки, що він не лише «очищає» паливний бак, надсилаючи сміття в паливний фільтр, але й також пом'якшують і розчиняють багато гумових і пластикових виробів, у тому числі тих, що використовуються в паливних лініях, фільтрах і насосах. Однак це погіршення може тривати роками, і заміна гумових компонентів не обов’язково має відбуватися негайно. Таким чином, для тривалого терміну служби в двигуні, який працює на петродизельному паливі, потрібні компоненти іншого класу.
Місцеве виробництво та залучення
Багато технологій перетворення біомаси для застосування в сільській місцевості легко виготовляються місцевими ремісниками або малими та середніми інженерними майстернями. У Зімбабве місцеве обладнання для великомасштабного виробництва етанолу призвело до найнижчих капітальних витрат на літр для будь-якого заводу з етанолу у світі.
Сучасний стан
Програми виробництва етанолу були започатковані в кількох країнах, що розвиваються. Про успіх бразильської програми згадувалося раніше в цьому технічному описі, тоді як, наприклад, у Зімбабве з 1983 року було можливе щорічне виробництво близько 40 мільйонів літрів за допомогою обладнання місцевого виробництва. Виробництво етанолу [4] розширюється, а біодизель також додається до суміші.
Заміна бензину на етанол у легкових автомобілях і легкових транспортних засобах у Бразилії є однією з найбільших існуючих на сьогодні програм виробництва енергії з біомаси. Двигуни, які працюють виключно на бензині, більше не доступні в країні, їх замінили акуратні двигуни на етанолі та двигуни на бензині, які спалюють суміш з 78 відсотків бензину та 22 відсотків етанолу за об’ємом.
Технологічний прогрес, зокрема більш ефективне виробництво та переробка цукрової тростини, відповідає за доступність і низьку ціну на етанол. Перехід на етанолове паливо зменшив залежність Бразилії від іноземної нафти (таким чином зменшивши частку її імпорту-експорту), створив значні можливості для працевлаштування та значно покращив якість міського повітря. Крім того, оскільки етанол, отриманий із цукрової тростини, є поновлюваним ресурсом (тростина пересаджується з тією ж швидкістю, що й збирання), спалювання етанолу практично не додає чистого вуглекислого газу в атмосферу, а отже, допомагає зменшити загрозу глобального потепління. [5]
Дивись також
Список літератури
- ↑ Слонові дріжджі Джека Пронка
- ↑ Завод із виробництва етанолу з соломи в Сас-ван-Генті
- ↑ Вікіпедія про біобутанол
- ↑ Ситуація з біопаливом у Зімбабве
- ↑ Джерело: Голдемберг та інші, Відновлювані джерела енергії, джерела палива та електроенергії, 1993