Алкохол в резервоара за газ

Специално място сред тях заемат биогоривата - различни видове горими продукти от растителни суровини, основното предимство на които е възобновяемостта. Сега основното внимание на изследователите и практиците е насочено към получаване на течни и газообразни горива за превозни средства, както и за системи за отопление и производство на енергия.

Не е изненадващо, че първото вещество, което на практика се използва като биогориво, е обикновеният етилов алкохол, тъй като производството на етанол от зеленчуци, предимно храни, суровини (зърно, картофи, захарно цвекло и др.) Е установено преди няколко века. Вярно, със съвсем друга цел. Но рязкото покачване на цените на петрола показа ползите от използването на етанол като гориво за двигатели с вътрешно горене, особено в страни с евтина суровина за микробиологичен синтез на алкохол. Първата такава държава беше Бразилия, където по-голямата част от автомобилното гориво обикновено е смес от 80% биоетанол от захарна тръстика и 20% бензин. В момента Бразилия произвежда около 20 милиарда литра биоетанол, приблизително същото количество алкохол (от царевица) отива на американския пазар.

Широкото използване на алкохол вече е причинило сериозен проблем - огромни площи в САЩ са заети от царевица за нехранителни цели, тъй като е по-изгодно за фермерите да "отглеждат" биоетанол. Освен това етиловият алкохол е по-малко енергийно ефективен от бензина поради наличието на кислороден атом в молекулата.

В Русия използването на биогорива на основата на етанол е проблематично поради няколко други причини. Първо, законодателно сме ограничили оборота на етанол и второ, този алкохол трябва по някакъв начин да се превърне в „непитейно“ състояние - дори денатурирането с отровен пиридин не се оправдава. И вече е разработен безопасен процес на трансфер въз основа на добре позната реакция на дехидратация - елиминиране на водата от алкохолните молекули. При определени условия се получава смес от въглеводороди, която е близка по състав до бензина. Тази версия е разработена в Института по обща и неорганична химия на Руската академия на науките под ръководството на член-кореспондент на Руската академия на науките Александър Гехман. Въпреки че с неотдавнашния рязък спад в цените на петрола производството на синтетичен бензин от етанол губи смисъла си. Но дори и с увеличение на цената на барел, изчислено от корозивни учени, за производството на 1 литър биогориво се изисква повече от 1 литър масло - за експлоатация на трактори и комбайни, за производство на пестициди и за микробиологичния синтез на самия етанол.

Друг алкохол, който може да се използва като възобновяемо биогориво, е бутилов алкохол, който може да се получи микробиологично от захарна тръстика, пшеница, царевица, кореноплодни растения и дори дървесни отпадъци. Александър Гехман приветства този подход.

В същото време експертът отбелязва, че „има редица нерешени технологични проблеми, главно поради невъзобновяемостта на микроорганизмите, използвани за производството на биобутанол. Въпреки че ако новото биогориво успее да замести поне 5 процента от конвенционалния бензин, това вече може да се счита за обещаващо ".

Биодизелът е друг вид биогориво, което вече се произвежда в значителни количества. Това гориво, подобно по състав на дизеловото гориво от нефт, се получава от липиди (мазнини) от маслодайни растения - рапица в няколко страни от ЕС, слънчоглед (Франция и Италия), соя в САЩ, Бразилия и Африка, палмово масло в Индонезия и Малайзия. Производството на биодизел в ЕС непрекъснато нараства, както и вносът на биодизел от други страни. Очаква се потреблението на биодизел в ЕС да достигне 21 до 26 милиона литра до 2020 г.

Увеличаването на обработваемата площ на тези култури обаче води до по-високи цени на храните и обезлесяване. Правени са опити за получаване на биодизел от водорасли, но този процес се оказа неконкурентоспособен. Вярно е, че има надежда, че проблемът ще бъде решен с помощта на микроскопични паразитни гъби, които живеят в дървесината и разграждат целулозата, за да образуват смес от въглеводороди. Тази способност притежават гъбите Gliocladium roseum, паразитиращи върху южноамериканския храст на еукрифия. Най-поразително е, че когато целулозата се разлага, гъбите отделят въглеводороди като декан, метилциклохексен, ундекан, октан и бензен. По своя състав тази смес е много близка до дизеловото гориво и може да се използва вместо това. Това откритие е направено в САЩ, но не по-малко интересни разработки се извършват и в Русия.

Така че в работата с участието на декана на Химическия факултет на Московския държавен университет академик Валери Лунин се използва биотехнология за производство на биодизел на основата на липиди от нишковидни гъби, например гъбата Cunnihghamella japonica, която се образува до 50 процента липиди, подобни по състав на рапичното масло, е разработен и патентован. Валери Лунин подчертава, че „в сравнение с растителните масла, гъбичните липиди имат редица значителни предимства, а именно висок темп на растеж на гъбичките, независимост на добива на продукта от сезонните и климатични условия, липса на нужда от засети площи, възможност за създаване на отпадъци -безплатни технологии ".

В Русия е много обещаващо производството на биогаз - метан (или водород) от органични отпадъци. В същото време не е необходимо да се използват хранителни суровини и да се губят обработваеми площи, освен това метанът има 20 пъти по-силен ефект върху парниковия ефект и използването му е отличен начин за борба с глобалното затопляне. Биометанът се получава в така наречените метанови резервоари, използвайки метанообразуващи бактерии. Трудно е да се изброят всички видове отпадъци за производство на биометан - това е оборски тор, отпадъци от множество хранителни производства, изпражнения, битови отпадъци, същите водорасли, органични отпадъци, растителни отпадъци и т.н. В Русия земеделските предприятия произвеждат около 800 милиона тона отпадъци годишно, от които могат да се получат около 70 милиарда кубически метра биометан, когато се изгорят, около 110 милиарда кВтч електроенергия. Резервоарите за метан се инсталират на сметища, в заводи за преработка на храни и те могат да се нагряват с биометан. След решаването на проблема с разделното събиране на отпадъци в Русия би било възможно драстично да се намали площта на депата за твърди битови отпадъци.

Производството на биогорива несъмнено има много положителни страни. Въпреки това, както казва ръководителят на Института по химична физика на Руската академия на науките, доктор на химическите науки, Владимир Арутюнов: „Съвсем прости оценки, направени от Петър Капица преди 40 години, показват невъзможността да се гарантира нивото на консумация на енергия на развитите страни за цялото население на Земята чрез възобновяеми енергийни източници. етичната страна на производството на биогорива Повече от 2 милиарда души в света изпитват сериозен недостиг на храна. Поради нарастващото търсене на етанол и съответното покачване на цените на зърното, цените за свинско, говеждо, птиче месо, мляко и т. н. Все още не сме в състояние да задоволим изцяло хранителните си нужди в Русия. И като цяло, когато бумът отшуми, мястото на биогоривата в световния енергиен сектор няма да надвишава няколко процента в глобален енергиен баланс. ".