Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

В настоящее время человечество не испытывает особой нехватки топлива, изготовленного из углеводородов. Однако вместе с этим получает другую проблему – парниковый эффект от его сжигания. Кроме того, эти ресурсы нельзя считать неисчерпаемыми, поэтому необходимо готовиться к альтернативным вариантам. Вот почему во многих местах пытаются наладить производство биотоплива из древесных отходов, биогаза, а также биодизеля и биоэтанола.

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

На фото – биотопливо можно производить из различного органического сырья

Для чего нам это нужно

Исследователи пришли к единому мнению, что причиной глобального потепления является увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере из-за активного использования нами ископаемых энергоносителей. Природа миллионы лет приводила планету в порядок, очищая ее от СО2, связывая углерод, пряча его в недрах планеты.

Однако человечество смогло добраться до природных кладовых, и стала их активно использовать. В данной ситуации возник вопрос, требующий решения – можно ли обойтись вообще без этих ресурсов, если нет, как сократить до минимума негативные последствия такой нашей деятельности.

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

Оборудование для производства биотоплива из семян рапса

Что предлагают

Один из способов прекращения уничтожения экологии – заменить ископаемые источники энергии биотопливом. Его получают из животного, растительного сырья, из органических промышленных отходов, а также их продуктов жизнедеятельности организмов.

Давайте рассмотрим его преимущество над углеводородами. На самом деле идея очень простая и связана с выбросом в атмосферу непереработанного углерода.

Совет: при переходе на биотопливо нам не придется выкачивать нефть, газ и уголь из природных кладовых.

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

Динамика производства биотоплива на основе биодизеля и биоэтанола

Энергия будет получаться из углерода, который уже есть в атмосфере планеты. Помогает в этом процесс фотосинтеза растений, который связывает атмосферный углерод, а после преобразования его в биотопливо и получения из него энергии он снова возвращается в атмосферу. Тем самым у нас должен получиться идеальный круговорот вещества, практически устраняющий негативные последствия деятельности человека.

На бумаге все выглядит достаточно убедительно и идеально, однако на самом деле биотопливо нельзя считать решением всех проблем. Его получение и использование имеет ряд трудностей. Хотя сырьем для него является любая животная или растительная органика, однако не все виды биотоплива дают один и тот же эффект. (См. также статью Биотопливо для каминов: особенности.)

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

Установка по производству биотоплива в виде брикетов

Три поколения сырья для биотоплива

У каждого источника есть свои плюсы и негативные стороны. Например, одни дают больший эффект и представляют определенную выгоду в долгосрочной перспективе, однако цена биотоплива при этом пока слишком высокая. Другие, наоборот, не требуют больших затрат, однако и ощутимой выгоды не приносят.

Основные проблемы экологически устойчивого биотоплива:

  • экономические (большие затраты на производство);
  • технологические (низкий выход полезного продукта, а также пока не найден совершенный способ переработки сырья);
  • нехватка плодородных земель, где можно выращивать продовольственные культуры.

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

Брикетное биотопливо из отходов древесной промышленности

Производители выделяют три поколения биотоплива:

Первое
  • Традиционные сельхозкультуры, имеющие высокое содержание жиров, сахаров и крахмалов.
  • Биодизель до сих пор производят из масличных культур, а инструкция производства довольно проста.
  • Этанол – из богатых крахмалом и сахаром.
  • Возникла дилемма – правильно ли выделять под биотопливо плодородные земли, пока миллионы людей на планете голодают? К тому же сельхозпроизводство пока достаточно дорогое удовольствие.

    Второе В данном случае это остатки травы, культурных растений и древесины, которые содержат лигнин и целлюлозу. Хотя это и дешевле культурных растений, однако, для них также нужны земельные ресурсы, при этом отдача сырья с 1 м2 относительно низкая.
    Третье Это водоросли, для производства которых не требуется задействование плодородных земель. Отличается производство скоростью и высокой концентрацией биомассы.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Получение биотоплива из водорослей

    Из чего делают сегодня биотопливо

    Выше мы рассказали о трех поколениях сырья для производства экологического топлива, однако сегодня подавляющее количество предприятий данного цикла производства предпочитают первое, хотя оно и считается уже «морально устаревшим».

    Рассмотрим подробнее:

  • Кукуруза – главная культура для изготовления биотоплива в США. Этанол, полученный из нее, показывает себя устойчивым топливом. Однако использование кукурузы для создания биотоплива уменьшает количество продуктов питания, где она применяется.
  • Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Наиболее сегодня перспективной культурой для биотоплива считается кукуруза

    Есть предложения от сторонников такого топлива, использовать на корм скоту побочный продукт, остающийся после переработки зерна. Но, даже с учетом этого, кукуруза сегодня рассматривается как временное решение, так как есть достаточно других растений, которые превосходят ее по выходу биотоплива. Одним из них является сахарный тростник. Но пока по технологическим и экономическим причинам кукуруза будет главенствовать в данной отрасли.

  • Рапс и соя богаты растительными маслами. Сегодня их широко используют для получения биодизеля, а также биотоплива, использующегося в двигателях реактивных самолетов.
    Преимущество такого сырья – простота переработки, негатив – точно такой же, как и в случае с кукурузой. И рапс, и соя являются пищевыми культурами, поэтому здесь возникает дилемма, что лучше – накормить людей, страдающих от недостатка питания в разных странах, или использовать их для самолетов, так как их производственные ресурсы ограничены. Поэтому соя, как и кукуруза, является лишь промежуточным решением, с которым пока приходится мириться, так как нет реальной альтернативы.
  • Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Семена рапса богаты растительным маслом, которое используют для изготовления биотоплива

  • Сахарный тростник в мировом производстве биотоплива считается второй кукурузой, хотя, возможно, что позиции в течение десяти лет могут поменяться. Наиболее ценная часть культуры – стебель, а в сое и кукурузе главным образом перерабатываются семена. Поэтому растение дает больший выход биотоплива из-за его большего использования в процессе.
    Производство сахарного тростника сдерживается только по естественным причинам, потому что он произрастает только в тропическом климате. В странах, где его в избытке, технология отработана и широко используется для производства биотоплива. Одной из них является Бразилия.
  • Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Бразилия самая крупная страна по производству этанола из сахарного тростника

  • Метан – основной компонент природного газа. Однако в последнее время он также рассматривается как биотопливо, так как его можно получить после переработки биологического сырья микроорганизмами, разлагающих биомассу любого происхождения.
  • Совет: на крупных свалках получить его можно без дополнительных усилий, так как он образуется по естественным причинам.
    Для сбора метана достаточно установить трубы в мусорных отвалах.

    Сегодня существуют различные конструкции биореакторов, которые перерабатывают биологические отходы любого типа. Метан с их помощью получают и мелкие фермеры, и даже крупные коммунальные предприятия.

    Совет: полученный таким способом газ можно смешивать с природным газом, чтобы экономить последний.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Установка для получения биогаза своими руками

    Широкому использованию в качестве моторного биотоплива метану мешают технологические сложности, так как требуется переоборудование двигателей автомобилей и строительство соответствующих заправок. Однако в общественном транспорте такие трудности легко преодолимы.

    Из чего можно делать биотопливо в будущем

    Увы, но человечество не от хорошей жизни перерабатывает продовольственные культуры. Ученые все же надеются, что вскоре можно полностью избавиться от биотоплива, изготовленного из сои или кукурузы.

    Растения

    В частности – скромный рыжик, известный в европейской части нашей страны, и ядовитое растение ятрофа из Центральной Америки. Эти растения имеют высокий процент содержания масла в семенах, а также они неприхотливы к условиям.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Рыжик произрастает в европейской части РФ

    Например, их не пугают засушливые и бесплодные земли, где традиционные сельскохозяйственные культуры вообще не растут или их производство экономически нецелесообразно. Растения не только не препятствуют производству продуктов питания, но и помогают постепенно восстанавливать почву, превращая ее в плодородную.

    Однако пока большую часть их потенциала реализовать не удалось. В тоже время некоторые эксперты считают, что это наоборот благо, так как трудно прогнозировать, как поведут себя фермеры и не начнут ли они их выращивать на плодородных землях, как только убедятся в преимуществах этих растений.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Ятрофа – потенциальное растение для биотоплива

    Целлюлоза

    Многим из нас это слово напоминает дерево и бумагу, однако найти ее можно не только в лесах.

    Например, в США можно собирать для производства биотоплива более миллиарда тонн целлюлозносодержащих материалов, которыми могут быть:

    • просо;
    • ива, тополь и другие быстрорастущие деревья;
    • стебли кукурузы, которые в большом количестве остаются на полях после уборочной страды.

    Однако пока такое обилие потенциального сырья превратить в биотопливо не получается, так как у растений есть специальный «механизм», который защищает их от микробных атак. В противном случае бактерии их бы просто уничтожили. Однако ученых не покидает надежда, что они смогут разработать эффективный способ получения целлюлозного биотоплива.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Завод по производству биотоплива из целлюлозы

    Водоросли

    Их большим преимуществом перед другой биомассой является не использование для разведения сельскохозяйственных угодий, которые нужны для выращивания продовольственных растений. Тина и водоросли способны благодаря фотосинтезу накопить растительные масла, которые могут составить по массе почти половину их веса. К тому же они размножаются и растут очень быстро.

    В тоже время последнее преимущество как раз и является главный их недостатком, из-за которого изготовление биотоплива пока коммерчески не налажено. Ускоренный процесс размножения приводит к тому, что водоросли заполняют доступное пространство, затем перекрывают доступ свету, из-за чего блокируется процесс фотосинтеза. В итоге их большая часть погибает.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    На биотопливе из водорослей могут летать самолеты

    Пока не разработали эффективную технологию по сдерживанию или управлению ростом водорослей. Однако огромное содержание растительного масла позволяет им быть на втором месте в списке наиболее вероятных источников биотоплива.

    Животный жир

    Сегодня диетологи бьют тревогу из-за увеличения потребления жирного мяса. Но, как сырье для биотоплива животный жир обладает высоким потенциалом.

    Пока на практике реализовать это достаточно сложно:

    • трудно организовать сбор;
    • жир является ценным промышленным сырьем.

    Из-за этих причин эксперты считают, что ожидать массового производства биотоплива из него пока не стоит.

    Отходы бумаги

    Макулатура, древесные опилки и отходы бумажной промышленности используются в качестве сырья для изготовления бумаги. Однако потенциально, даже несмотря пока на определенные технологические трудности, они могут стать основой для производства биотоплива.

    Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

    Сырьем для производства биотоплива могут стать в будущем и бумажные отходы

    Есть утверждение, что преобразованию бумаги в жидкое топливо мешает восковой налет. В тоже время серьезным конкурентом ему будет и сама бумажная промышленность. Сложение этих факторов превращает переработку бумаги в биотопливо дорогим и трудноосуществимым мероприятием. (См. также статью Отопление частного дома дровами: особенности.)

    Вывод

    Из статьи стало понятным, что сырья для изготовления биотоплива на планете вполне достаточно. Необходимо только организовать его сбор и эффективно переработать. В конечном итоге человечеству придется отказаться от использования углеводородов, так как это будет угрожать его существованию. Видео в статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Оставить комментарий

    ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы — так ответ эксперта будет гораздо точней

    Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

    Ваше имя:
    Ваш e-mail:
    Источник gidroguru.com