Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Виды биотоплива и его экологические характеристики

Приставку «БИО» на этикетки сейчас добавляют часто исходя из правил успешного маркетинга. Вопросы сохранения экологии и чистоты сегодня в моде по всей планете. Биопродукты, биокосметика, моющие биосредства, очистные и энергетические биостанции и даже биотуалеты. Дошло дело и до каминов и топлива к ним.

Конструктивно камины на биотопливе оборудованы стандартной горелкой и баком для жидкого топлива. Регулировка размеров пламени и темпов сгорания горючего осуществляется посредством заслонки.

Если ее полностью закрыть, то огонь в биоочаге попросту тухнет сам собой. В целом, биокамин – это отличный способ обогрева комнаты и привнесения в нее нотки уюта от отблесков “костра”.

Топливо для декоративного биокамина

Биокамин отличается от своего дровяного прародителя используемым для получения пламени горючим – поленья в нем заменены на бездымное топливо в виде жидкости

Получение биотоплива для такого камина подразумевает использование возобновляемых природных ресурсов, экологически чистых технологий и исходного сырья при производстве. Плюс сжигание его не должно давать вредных выбросов в атмосферу. Без горючего топлива человечество пока не может обойтись. Но сделать его менее вредоносным нам под силу.

Существует три вида биотоплива:

  1. Биогаз.
  2. Биодизель.
  3. Биоэтанол.

Первый вариант является прямым аналогом природного газа, только он не добывается из недр планеты, а производится из органических отходов. Второй делают путем переработки различных масел, получаемых в результате выжимки масленичных растений.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Как таковым топливом для биокаминов является третий вариант – биоэтанол. Биогаз в основном используют для генерации тепла и электричества в промышленных масштабах, а биодизель больше предназначит для автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Оранжевое пламя

При горении чистый этанол дает голубое, не слишком красивое пламя, поэтому в каминное биотопливо добавляют присадки для получения красно-желтого оттенка

Домашние камины чаще всего заправляют биоэтанолом на основе денатурированного спирта. Последний делают из сахара (тростникового или свекольного), кукурузы либо крахмала. Этанол – это этиловый спирт, представляющий собой бесцветную и легко воспламеняющуюся жидкость.

Но главное, при сгорании он не выделяет запахов, угарных газов и сажи. Просто идеальный вариант для городских квартир, в которых оборудовать дымоходную трубу практически невозможно.

Желающим сделать биокамин собственными руками поможет пошаговое руководство, с которым мы рекомендуем ознакомиться.

Дата публикации: 4 марта 2019

Технологии по производству биологического топлива решают проблему с поиском возобновляемых источников энергии с минимальным использованием ценных ресурсов, а также позволяют экологично утилизировать отходы различных производств в промышленных масштабах.

Биотопливо производят из любого органического сырья. Это могут быть отходы жизнедеятельности животных, оболочка и стебли растений, некондиционная древесина, а также отходы пищевой промышленности.

Биомасса дробится, подвергается биологической либо термохимической обработке (нагревание, воздействие различных видов микроорганизмов). После чего образовавшиеся вещества сортируются, очищаются, затем отправляются в коллектор.

Существует классификация биотоплива по типу исходного сырья:

  • Первое поколение топлива производится из растений с высоким содержанием сахаров, жиров, крахмала. Например, соя, рапс, кукуруза, а также сахарная свекла. Выращивание этих культур наносит вред климату.
  • Второе поколение биотопливного сырья: трава, древесина, отходы сельского хозяйства. Подобная биомасса требует более технологичных методов обработки, но решает также проблему утилизации промышленных отходов.
  • Сырьевой базой третьего поколения служат водоросли. Их специально выращивают, но для этого не требуется ни пресной воды, ни земельных площадей. Неприхотливые водоросли позволяют получать топливо без расхода ценных ресурсов.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Разные поколения биотоплива отличаются своими экологическими характеристиками. Наиболее предпочтительным вариантом для топливного производства является биомасса второго-третьего поколений.

Виды биотоплива

Как и другие вещества, биотопливо имеет три разновидности по своему агрегатному состоянию:

  • Твердый тип производится на основе отходов сельского хозяйства либо деревообработки.
  • Жидкий тип представлен биобутанолом, биоэтанолом, диметиловым эфиром, биодизелем.
  • Газообразный тип: биоводород, биометан, биогаз.

Все три разновидности имеют свои специфические особенности, которые рассмотрены ниже.

Самый традиционный пример твердого биотоплива — дрова. С их помощью обогревают жилища уже несколько тысяч лет. Но это далеко не самый экологичный вид топлива, поскольку древесному фонду для возобновления требуются десятки лет.

Альтернативой дровам становятся пеллеты, которые производятся из некондиционной древесины — коры, веток, опилок, обрезков, а также щепы.

Сырье перемалывается, затем из него под воздействием высокого давления и высокой температуры формируются мелкие цилиндрики или брикеты. Из-за правильной формы их удобно хранить.

Обратите внимание

Кроме того, это прекрасный способ утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности.

Помимо древесной массы для изготовления твердого топлива используют солому, ореховую шелуху, внешние оболочки растений. Такое сырье прессуется и гранулируется.

Не менее часто пеллеты изготавливают из навоза. Современные технологии позволяют устранить неприятный запах из такого вида топлива. Это хороший способ использования отходов жизнедеятельности животных. Кроме того, это дешевое сырье очень быстро возобновляется.

Жидкое топливо служит альтернативой бензину, либо дополнением к традиционному автомобильному топливу. Различают пять основных видов жидкого биотоплива:

  • Биометанол. В качестве сырья для его производства служат одноклеточные водоросли. Разведение таких водорослей не требует ни пресной воды, ни земельных площадей, а потому это одно из наиболее перспективных направлений развития биотехнологий.
  • Биодизель — основан на смешивании эфиров жирных кислот. Он абсолютно безопасен, хранится три месяца, разлагается за четыре недели. Применяется как альтернативное автомобильное горючее либо как добавка к традиционному топливу.
  • Биобутанол, является аналогом бутанола, но производится из растений: кукурузы, пшеницы, маниока и свеклы. Это вещество способно заменить традиционное автомобильное горючее.
  • Биоэтанол получают из сырья, содержащего сахара и крахмал, путем спиртового брожения. Применяется для топки каминов, поскольку обладает высокой теплоотдачей и не образует побочных продуктов горения. Может использоваться в качестве добавки к автомобильному топливу, поскольку защищает мотор и снижает количество выбросов.
  • Диметиловый эфир производится из отходов бумажного производства. Может применяться для изготовления автомобильного топлива для машин с LPG-двигателями.

Основными типами газообразного биотоплива являются:

  • Биоводород — аналог водорода. Получают его из органического сырья двумя способами — термохимическим (нагрев до 800 градусов без доступа кислорода) и биохимическим (легкий подогрев и микроорганизмы). Преимущество этого вида топлива — его возобновляемость. Для сырьевой массы используются органические отходы; бактерии, участвующие в переработке сырья, можно использовать неоднократно.
  • Биогаз является аналогом природного газа. В его состав входит метан, углекислый газ, а также малое количество примесей (водород и сероводород). Если этот газ очистить от углекислоты, то получится биологический метан. Биогаз получается в результате метанового либо водородного брожения. Метановое брожение включает три этапа биологической обработки сырьевой массы: при помощи гидролизных бактерий, а также кислотообразующих и метанообразующих микроорганизмов. В качестве сырья служат отходы жизнедеятельности животных, водоросли, бытовые отходы. Сфера применения такая же, как у природного газа.

Развитие биотехнологий решает проблему утилизации органических отходов, а также замены нефти и газа на альтернативные виды топлива. Но неразумное их использование может вызвать дополнительные проблемы с климатом, а также экосистемами. Рассмотрим несколько ключевых пунктов в развитии этой отрасли:

  • Биотопливо — это возобновляемый источник энергии с дешевым сырьем.
  • Технологии, основанные на переработке органических отходов, применимы везде, где есть люди и производственные комплексы.
  • Производство биологического топлива снижает уровень углекислого газа в атмосфере, а его применение вместо традиционного горючего уменьшает выработку углекислого газа.
  • Выращивание монокультур в больших масштабах (в качестве сырья для биотоплива) приводит к обеднению почвенного состава и снижению биоразнообразия, что оказывает влияние на климат.

Разумный подход к производству биологического топлива способен решить самые острые экологические проблемы окружающей среды.

Жидкое (моторное) биотопливо

17.11.2017

Альтернативой традиционным энергоресурсам (газу, каменному и бурому углю, нефти) являются различные виды биотоплива, для изготовления которых используется растительное либо животное сырье.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

А также отходы промышленности и результаты жизнедеятельности организмов.

Наиболее перспективным направлением в энергетике являются технологии, предусматривающие использование возобновляемых ресурсов, к числу которых относится и биологическое топливо.

В качестве сырья для его производства можно брать биомассу растительного/животного происхождения, включая отходы промышленных производств либо остатки жизнедеятельности животных.

Обработка таких веществ производится термохимическим или биологическим методом, в последнем случае топливо получают при помощи различных видов микроорганизмов.

Во многих странах действуют специальные программы по расширению доли биотоплива в национальном и региональном энергопотреблении. В ряде государств имеются также обязательные нормы использования этого источника энергии.

image description

У биологических видов горючего есть свои положительные и отрицательные стороны. Интерес к использованию этого вида сырья вызван его несомненными достоинствами. К ним относятся:

  • Бюджетная стоимость. Хотя на данный момент цены на биотопливо практически совпадают со стоимостью бензина, биологические вещества считаются более выгодным видом горючего, поскольку при сжигании дают меньше выбросов. Биотопливо пригодно к применению в различных условиях, при этом его можно адаптировать к двигателям разных конструкции. Еще одним плюсом является оптимизация работы мотора, который дольше остается чистым из-за малого количества сажи и выхлопным газов.
  • Мобильность. Биологическое топливо отличается от других вариантов альтернативных источников энергии своей мобильностью. В конструкции солярных и ветряных установок обычно входят тяжелые аккумуляторные батареи, поэтому они чаще всего используются стационарно, тогда как биогорючее можно без особых хлопот перевозить из одного региона в другой.
  • Возобновляемый источник энергии. Хотя, по мнению исследователей, существующих залежей сырой нефти хватит как минимум на несколько сотен лет, ископаемые запасы все-таки конечны. Биотопливо, изготавливаемое из растений и отходов жизнедеятельности животных, относится к числу возобновляемых ресурсов, которым в обозримом будущем не грозит исчезновение.
  • Охрана атмосферы земли. Крупным недостатком традиционных углеводородов является большой процент CO2, который выделяется при сжигании. Этот газ создает в атмосфере нашей планеты парниковый эффект, создавая условия для глобального потепления. При сгорании же биологических веществ количество углекислого газа снижается до 65%. Помимо этого культуры, используемые в производстве биотоплива, потребляют оксид углерода, уменьшая его долю в воздухе.
  • Экономическая безопасность. Запасы углеводородов распределены неравномерно, поэтому часть государств вынуждена закупать нефть или природный газ, тратя на приобретение, транспортировку, складирование большие средства. Различные виды биологического горючего можно получать практически в любой стране. Поскольку для его изготовления и переработки понадобится создание новых предприятий и, соответственно, рабочих мест, это принесет пользу народному хозяйству и положительно скажется на благосостоянии людей.

Совершенствование технологий и развитие новых методов сможет усилить положительный эффект биотоплива. Так, разработка технологий с использованием планктона и водорослей позволит значительно снизить его цену.

В то же время на современном этапе развития наук и технологий производство биотопливо связано с рядом сложностей и неудобств. Прежде всего, это природные ограничения в выращивании растений. Для произрастания культур, используемых для выработки биомассы, требуется учитывать ряд факторов, а именно:

  • Водопользование. Сельскохозяйственные растения потребляют много воды, являющейся ограниченным ресурсом, особенно в засушливых местах.
  • Инвазивность. Выращиваемые на топливо культуры часто бывают агрессивны. Они заглушают аутентичную флору из-за чего может пострадать биоразнообразие и экосистема региона.
  • Удобрения. Для произрастания многих растений требуется дополнительное внесение питательных веществ, которые могут нанести вред другим культурам или общей экосистеме.
  • Климат. Отдельные климатические зоны (например, пустыня или тундра) не подходят для выращивания биотопливных культур.

Активное выращивание сельскохозяйственных растений связано и с истощением земледельческих ресу

*Предлагаемые к заключению договоры или финансовые инструменты являются высокорискованными и могут привести к потере внесенных денежных средств в полном объеме. До совершения сделок следует ознакомиться с рисками, с которыми они связаны.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива Ссылка на основную публикацию {amp}lt;p{amp}gt;

Вещество, получаемое в ходе переработки растительного сырья (кукурузы, рапса, сахарной свёклы, сахарного тростника и др.), отходов деревообработки средствами технологий, в основе которых лежит использование естественных биологических процессов (например, брожения). Основное применение жидкого биотоплива – двигатели. Жидкое биотопливо подразделяется на биоэтанол, биометанол, биобутанол,  диметиловый эфир, биодизель.

Биоэтанол – обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива; биотопливный заменитель бензина. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, в США – из кукурузы. Производство этанола из тростника на сегодняшний день экономически более выгодно, чем из кукурузы. Сырьём для производства биоэтанола также могут быть различные сельскохозяйственные культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свёкла, батат, сорго, ячмень и т. д. Существует 2 основных способа получения биоэтанола – микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена). Следствием брожения является раствор, содержащий не более 15% биоэтанола, поскольку в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом биоэтанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путём дистилляции. В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (различные отходы сельского и лесного хозяйства – пшеничная солома, рисовая солома, древесные опилки и т. п.), которую предварительно подвергают гидролизу (см. Гидролиз растительных материалов). Смесь, образовавшаяся при этом, подвергают спиртовому брожению. С учётом того, что ежегодно на нашей планете образуется ок. 200 млрд. т растительной целлюлозосодержащей биомассы, биосинтез целлюлозы – самый крупномасштабный синтез в настоящем и будущем. Глобальное производство этанола на 2009 составило 73,9 млрд. литров, в 2010 – 85,9 млрд. литров (на 16,2% больше, чем в 2009). В 2014 производство этанола (91,4 млрд. литров) заместило потребность, эквивалентную 430 млн. баррелей нефти. Мировым лидером в области производства биоэтанола (2014) являются США – 53,2 млрд. литров (14 млрд. галлонов).

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Жидкие гвозди как пользоваться и какое из средств считается лучшим

Биометанол – обычный метанол, первый представитель гомологического ряда одноатомных спиртов, который используется в качестве биотоплива. Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива. Производство биомассы для получения биометанола осуществляется путём обработки фитопланктона в специально созданных водоёмах на морском побережье. Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола. Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются: высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год); в производстве не используются плодородные почвы, пресная вода; процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством и др. Метанол может использоваться как в классических двигателях внутреннего сгорания, так и в специальных топливных элементах для получения электричества. Достоинства биометанола: низкий объём выбросов углекислого газа; возможность организовать переработку (рециклинг) отходов животноводства и сельского хозяйства. Недостатки: низкий энергетический кпд (максимум 68%); бесцветное пламя, что может привести к аварийным ситуациям; срок окупаемости проекта (до 20 лет); метанол травит алюминий (проблемным становится использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания). На долю транспортных средств приходится 20% совокупного потребления метилового спирта (как в чистом виде, так и в виде его производных). Помимо применения метанола в качестве альтернативы бензина, существует технология применения метанола для создания на его базе угольной суспензии, которая в США имеет коммерческое наименование «метакол» (methacoal). Такое топливо предлагается как альтернатива мазута, широко используемого для отопления зданий (топочный мазут). Такая суспензия, в отличие от водоуглеродного топлива, не требует специальных котлов и имеет более высокую энергоёмкость.

Биобутанол (бутиловый спирт, бутанол) – бесцветная жидкость, получаемая из растительного сырья, с характерным запахом сивушного масла. Энергия бутанола близка к энергии бензина. Бутанол может использоваться в топливе и также как сырьё для производства водорода. Сырьём для производства биобутанола могут быть сахарный тростник, маниока, свёкла, а в будущем и целлюлоза. В 1950-х гг. бутанол производили из нефтепродуктов. Бутанол, произведённый из биомассы, принято называть биобутанолом, хотя он имеет абсолютно те же характеристики, что и бутанол, полученный из нефти (химического сырья). Бутанол применяют как растворитель в лакокрасочной промышленности, в производстве смол и пластификаторов, в синтезе многих органических соединений, в качестве компонента к традиционным топливам или как самостоятельное топливо для транспортных средств. Но прежде всего его используют в качестве промышленного растворителя.

Диметиловый эфир – топливо, производимое из природного газа, угля, отходов целлюлозно-бумажного производства; экологически чистый продукт. Диметиловый эфир применяют очень широко, так как его использование не требует каких-то специальных очисток, но необходима переделка систем питания и зажигания двигателя внутреннего сгорания (например, возможно применение этого биотоплива на автомобилях с LPG-двигателями). Автомобили с двигателями, работающими на диметиловом эфире, разрабатывают КАМАЗ, «Volvo»«Nissan» и китайская компания «SAIC Motor».

Биодизель – биотопливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации (моноалкиловые эфиры жирных кислот). Сырьём для производства биодизеля служат жирные, реже – эфирные масла различных растений или водорослей: в Европе – рапс; США – соя; Канаде – канола (разновидность рапса); в Индонезии, на Филиппинах – пальмовое и кокосовое масло; в Индии – ятрофа; Африке – соя, ятрофа; Бразилии – касторовое масло. Также применяются отработанное растительное масло, животные жиры, рыбий жир и т. п.

В России (Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, СКНИИМЭСХ) разработана технология и модульная установка «БИОДОН-1М» для производства жидкого биотоплива из растительных масел непищевого назначения с высоким значением кислотного числа (8–13 мг КОН/г). Оборудование, необходимое для выполнения технологического процесса получения биодизеля из растительных масел, размещается в стандартном 20-футовом контейнере, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Благодаря этому, установка легко транспортируется. Для монтажа и запуска установки в работу необходимы ровная площадка, подвод воды и трёхфазного тока напряжением 380 В. Установка состоит из реактора, промывочной ёмкости, ёмкости для приготовления катализатора, узла смешивания, конденсатора для охлаждения паров метанола, системы трубопроводов, шкафа управления. Реактор служит для получения из растительного масла метилового эфира жирных кислот (биодизеля) и технического глицерина методом этерификации. Затем биодизель-сырец перекачивают в промывочную ёмкость, где происходит его отмывка от омылённого продукта. Далее готовый биодизель поступает в накопительную ёмкость.

Установка позволяет перерабатывать растительные масла с последующим использованием в качестве самостоятельного топлива, а также в качестве добавки к дизельному топливу нефтяного происхождения автономно, непосредственно в условиях различных сельхозпредприятий. Для получения жидкого биотоплива в качестве исходного компонента могут быть использованы рапсовое, подсолнечное, льняное, горчичное и др. растительные масла с кислотным числом для 13 мг КОН/г. При максимальном значении кислотного числа 13 мг КОН/г растительного масла получение биотоплива, соответствующего ГОСТ Р 53605-2009, на установке «БИОДОН-1М» с применением непрерывного способа дозирования компонентов обеспечивается с предварительным подогревом масла до 50о C. Для получения биотоплива из растительных масел с кислотным числом до 8,6 мг КОН/г предварительный нагрев растительных масел не требуется. Также разработана технология углекислой промывки для нейтрализации остатков катализатора КОН при производстве жидкого биотоплива, которая исключает возможность попадания воды в готовое биотопливо, что обеспечивает его гарантированно высокое качество для работы с двигателями внутреннего сгорания. Установка не имеет отечественных аналогов и существенно отличается от малогабаритных зарубежных установок (компоновкой, новыми техническими решениями, как-то: использованием различных видов исходного сырья, применением гидродинамического смесителя и вакуумного дозатора непрерывного действия, углекислотной промывки готового продукта и др.).

Наиболее перспективным источником сырья для производства биодизеля являются водоросли. По оценкам экспертов, с одного акра (4047 м2 ~ 0,4 га) земли можно получить 255 литров соевого масла или 2400 литров пальмового масла. С такой же площади водной поверхности можно производить до 3570 баррелей бионефти (1 баррель = 159 литров). Основные преимущества: биодизель характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя (это вызвано его химическим составом и содержанием в нём кислорода); при работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60% (например, грузовик из Германии попал в Книгу рекордов Гиннесса, проехав более 1,25 млн. километров на биодизельном топливе со своим оригинальным двигателем); нет необходимости модернизировать двигатель; биодизель при попадании в почву не причиняет вреда растениям и животным, подвергается практически полному биологическому распаду (в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения окружающей среды); в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы; температура вспышки для биодизеля превышает 100 °С, что позволяет считать биотопливо относительно безопасным веществом; производство биодизеля способствует вводу в оборот низкокачественных неиспользуемых сельскохозяйственных земель; полученный в ходе производства биодизеля жмых можно использовать в качестве компонентов корма для скота, что позволяет наиболее полно использовать сырьевую биомассу. Основной недостаток: в холодное время года необходимо подогревать топливо, идущее из топливного бака в топливный насос, или применять смеси 20% биодизеля и 80% минерального дизельного топлива; хранить технику, заправленную биодизелем более 3 месяцев, не рекомендуется – он склонен к окислению и чувствителен к воде, конденсирующейся на стенках топливных баков. Кроме того, недостатком биодизеля для климатических условий России является то, что он по своим физико-химическим свойствам соответствует летнему дизельному топливу.

Поколения альтернативного горючего

Использование бездымного биоэтанола позволяет обойтись без вытяжной трубы, в которую нередко уходит до 60% образованной в топке тепловой энергии. Все получаемое в результате сжигания топлива тепло остается в помещении.

С этой точки зрения эффективность биокамина гораздо выше, чем у обычного камина. Теплоотдача биоочага достигает 95%. Плюс сама по себе горючая жидкость имеет более высокую теплотворную способность, нежели древесина. С теплотворностью разнообразных видов топлива ознакомит рекомендуемая нами статья.

Получение биоэтанола

В России и Европе большую часть биотоплива для каминов делают из отходов производства пиломатериала, свекольный сахар из-за дороговизны используется редко ( )

При сгорании биоэтанол разлагается на пар и оксид углерода («пузырьки в газировке»), выделяя при этом достаточно большие объемы тепла. Никаких угарных газов и копоти. Весь процесс происходит без токсичных выделений и неприятных амбре.

Углекислота в малых количествах безвредна. Ее даже применяют в пищевой промышленности. Однако от регулярных проветриваний отказываться все же не стоит.

Полученный пар еще и немного увлажняет воздух в комнате с горящим биокамином. Тот же электрический радиатор только сушит его. В этом экокамин выигрывает у всех отопительных приборов, работающих за счет электричества или теплоносителя. Но он дает меньше тепла и в результате не рассматривается как обогревательный прибор.

Биотопливо состоит не только из спирта. В нем присутствуют различные присадки, изменяющие цвет пламени, добавляющие запахи и делающие жидкость непригодной для “случайного” употребления внутрь. Причем последний момент касается не только попыток распития спиртных напитков взрослыми.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Все производители добавляют в биоэтанол сильно горький на вкус битрекс. Это практически полностью исключает отравление жидким каминным топливом детей, которые способны найти и попробовать все что угодно. При попытке выпить этанол с битрексом ребенок как минимум его выплюнет из-за горечи во рту. А нередко такое питье вызывает и рвоту.

Безопасность биоэтанола

Благодаря наличию в биотопливе битрекса оно достаточно безопасно для детей. Нашедшие бутылку с горючим ребятишки просто не смогут его выпить из-за крайне неприятной на вкус горечи

В составе топлива для биокаминов присутствует:

  1. Этиловый спирт (95%).
  2. Вода (4%).
  3. Растворитель метилэтиклетон (около 0,5%).
  4. Присадки для запаха и цвета (около 0,5%).
  5. Денатурирующий битрекс (около 0,01%).

Чистое биогорючее при сгорании запахов не дает. Но есть каминные жидкости, в которые специально добавлены отдушки. Сгорая в биокамине, такое топливо может выделять аромат хвои, кофе, березовых либо кленовых дров и т.п.

Но стоит помнить, отдушка требует более интенсивной вентиляции. Проветривать комнату придется чаще, иначе можно устать от переизбытка ароматов. Всего должно быть в меру.

Также есть вариации горючей жидкостей с различным цветом пламени (красным, оранжевым, зеленым). Чтобы выбрать нужное биотопливо, достаточно лишь внимательно читать этикетку на бутылке.

Там всегда прописаны и полный состав, и добавки, и теплоотдача, и оттенок пламени. А если вам нужен “треск дров”, то надо искать вариант с морской солью. Она при горении слегка трещит, создавая иллюзию использования настоящих поленьев.

Топливо для экокаминов в бутылках

Продается биотопливо в бутылях емкостью 1, 5, 10 или 20 л, а бак обычно рассчитан на 1–2,5 литра, чего вполне хватает на 4–6 часов горения

Среди множества плюсов применения биотоплива следует выделить:

  • отсутствие нагара и простоту чистки элементов горелки;
  • высокую безопасность в вопросе возникновения и распространения пожара;
  • возможность управления интенсивностью горения топлива;
  • практически стопроцентную теплоотдачу;
  • увлажнение комнатного воздуха за счет выделения при нагреве этанола воды;
  • удобство хранения жидкого топлива в закрытых бутылках.

Сам биокамин можно установить в любой части помещения. Он легок и мобилен. При необходимости такой камин переносится в другую комнату, как обычный электрообогреватель.

Только у биоочага нет проводов и ему не нужно устраивать рядом небольшую поленницу дров, чтобы подкладывать постоянно дровишки в топку. Заправил бак, разжег горелку, отрегулировал ее, а дальше сиди и наслаждайся теплом и видом пламени.

Биотопливо для каминов и ламп

Биотопливо пригодно не только для розжига больших напольных биокаминов, но и для использования в лампах-керосинках и настольных биокаминчиках в виде небольших горелок

При сгорании одного литра жидкого биоэтанола выделяется порядка 3,5–6 кВт*ч тепловой энергии. Бак у большинства моделей каминов под него рассчитан так, чтобы пламя без участия человека на одной заливке поддерживалось в течение минимум 4-х часов.

Некоторые модификации такого оборудования могут работать и вовсе до 30-ти часов. Но здесь многое зависит от высоты и ширины пламени. Одно дело одиночный язычок, а другое – стена огня в широком очаге.

Заливка биотоплива в бак камина производится исключительно при затушенной горелке. Необходимо сначала потушить огонь и дождаться охлаждения элементов очага (минимум 15 минут), а только потом доливать горючую жидкость. В противном случае она может пролиться и загореться не там где положено.

Расход топлива в большинстве биокаминов составляет в районе 0,35–0,5 литра/час. Для его розжига используется специальная зажигалка из металла. Применять для этого спички, бумагу или иные горючие материалы категорически нельзя.

Для изготовления в промышленных масштабах этанола, основы биотоплива, применяют технологии гидратации (гидролиза) либо брожения. В первом случае спирт получают из целлюлозы. В качестве сырья здесь используют солому либо древесину.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Передача электроэнергии популярные способы и альтернативные варианты

Второй вариант предусматривает микробиологическое брожение органики под воздействием ферментов бактерий и дрожжей. Сырьем на таких производствах служит сахар-сырец, крахмал, рис, кукуруза, виноград и т.п.

Самостоятельное приготовление биотоплива

Помимо готового биогорючего в бутылках жидкое топливо для биокамина можно сделать и своими руками из компонентов, которые имеются в свободной продаже

Делать самостоятельно этиловый спирт брожением или иным способом в домашних условиях – дело неблагодарное, сложное и затратное. Проще пойти и купить его в чистом виде в аптеке. Для изготовления биотоплива он нужен без добавок и примесей. Добиться нужной концентрации и чистоты дома, не имея в наличии химической лаборатории, практически нереально.

Чтобы собственноручно сделать для камина 1 литр биотоплива, потребуется:

  • литр медицинского спирта 96-градусного;
  • 50–10 мл очищенного бензина (как в зажигалках).

В идеале второй компонент должен быть прозрачным и без запаха. Он нужен для придания получаемому топливу оранжевого оттенка пламени. Бензин также требуется, чтобы спирт не вспыхнул сразу весь при поджоге, а после горел ровным пламенем.

Смешивать состав лучше всего непосредственно перед заливкой в бак биокамина. Используемые при самостоятельном изготовлении каминного топлива жидкости имеют разную плотность.

Если их оставить на несколько часов после подготовки смеси в какой-либо емкости, то они начнут разъединяться. Бензин выделится из спирта и превратится в отдельно плавающую в нем пленку.

При использовании такого самопального биотоплива в комнате может появиться легкий спиртовой запах. Опьянеть от него или отравиться им сложно.

Топливо для декоративного биокамина

Плюс он быстро выветривается. Но “аромат” спирта у многих вызывает неприятные ассоциации. Чтобы избавиться от подобного амбре, в состав топлива при смешивании следует добавить несколько капель того или иного ароматического масла.

Широкий ассортимент растительного сырья, используемого для биомассы, принято разделять на несколько поколений.

Первое поколение. К этой категории относятся сельскохозяйственные культуры, в которых содержится высокий процент крахмала, сахаров, жиров. Это такие популярные растения, как кукуруза, сахарная свекла, рапс, соя.

Поскольку выращивание этих культур наносит ущерб климату, а их изъятие с рынка влияет на ценообразование продуктов, ученые пытаются заменить их на другие виды биомассы.

Из сельскохозяйственных растений, относящихся к первому поколению сырья, в настоящее время вырабатываются почти все виды современного жидкого топлива (биодизель, этанол)

Второе поколение. В группу биомассы входит древесина, трава, сельскохозяйственные отходы (скорлупа, шелуха). Получение биотоплива из такого сырья требует больших затрат, однако позволяет решить вопрос утилизации не пищевых остатков с одновременным производством горючих материалов.

Особенностью культур, входящих в эту разновидность, является присутствие в них лигнина и целлюлозы. Благодаря им биомассу можно сжигать и газифицировать, а также подвергать пиролизу, получая жидкое топливо.

Главным недостатком биомассы второго поколения считается недостаточная отдача с единицы площади, из-за чего под такие культуры приходится отводить значительные земельные ресурсы.

Третье поколение. Сырьем для производства биотоплива служат водоросли, которые выращиваются в промышленных масштабах, например, в открытых водоемах.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Наиболее перспективным вариантом считается биотопливо, получаемое из одноклеточных водорослей. Такие растения быстро набирают массу, при этом для их выращивания не требуется плодородных земель

Подобная практика имеет большие перспективы, однако в настоящее время такие технологии только разрабатываются. Ученые также ведут исследования по созданию методик, позволяющих получить биотопливо четвертого и даже пятого поколения.

К первому поколению относятся сельскохозяйственные культуры, в которых содержится высокий процент крахмала, сахаров, жиров. Это такие популярные растения, как кукуруза, сахарная свекла, рапс, соя. Поскольку выращивание этих культур наносит ущерб климату, а их изъятие с рынка влияет на ценообразование продуктов, ученые пытаются заменить их на другие виды биомассы.

В группу второго поколения биомассы входит древесина, трава, сельскохозяйственные отходы (скорлупа, шелуха). Получение биотоплива из такого сырья требует больших затрат, однако позволяет решить вопрос утилизации не пищевых остатков с одновременным производством горючих материалов.

Особенностью культур, входящих в эту разновидность, является присутствие в них лигнина и целлюлозы. Благодаря им биомассу можно сжигать и газифицировать, а также подвергать пиролизу, получая жидкое топливо. Главным недостатком биомассы второго поколения считается недостаточная отдача с единицы площади, из-за чего под такие культуры приходится отводить значительные земельные ресурсы.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Самый распространённый представитель вида – дрова. В настоящее время для производства дров или биомассы используются энергетические леса – быстрорастущих пород древесины, кустарников и трав (ива, тополь, эвкалипт, акация, сахарный тростник, кукуруза и др.). Посадку производят квадратно-гнездовым способом или в шахматном порядке. В междурядьях из деревьев часто высаживают сельскохозяйственные культуры (так называемые комбинированные посадки). Период ротации энергетического леса (от срезания до срезания) составляет 4–6 лет. В ряде стран, таких как Италия, Германия, Аргентина, Польша и др., широко практикуется создание специальных плантаций быстрорастущих пород древесины тополя и ивы. В Северной Индии посадки быстрорастущего тополя и эвкалипта занимают примерно от 50 до 60 тыс. га. Ежегодно на таких плантациях заготавливается ок. 3,7 млн. тонн древесины. Щепа и другие виды древесных отходов, топливные гранулы и брикеты и прочие виды биомассы могут представлять собой высокоэффективное, экологически чистое, возобновляемое и экономичное топливо.

Топливные гранулы – прессованные изделия из древесных отходов (опилок, щепы, коры, тонкомерной и некондиционной древесины, порубочные остатки при лесозаготовках), соломы, отходов сельского хозяйства (лузги подсолнечника, ореховой скорлупы, навоза, куриного помёта) и другой биомассы. Древесные топливные гранулы называются пеллеты, они имеют форму цилиндрических или сферических гранул диаметром 8–23 мм и длиной 10–30 мм. В настоящее время в России производство топливных гранул и брикетов экономически выгодно только при больших объёмах.

Технологический  процесс производства гранул. Сырьё (опилки, кора и т. д.) поступает в дробилку, где измельчается до состояния муки. Полученная масса поступает в сушилку, из неё – в пресс-гранулятор, где древесную муку сжимают в гранулы. Сжатие во время прессовки повышает температуру материала, лигнин, содержащийся в древесине, размягчается и склеивает частицы в плотные цилиндрики. На производство одной тонны гранул уходит 4–5 м3 древесных отходов. Готовые гранулы охлаждают, пакуют в стандартную упаковку 12–40 кг или доставляют приобретателю россыпью. Гранулы менее подвержены самовоспламенению, так как не содержат пыли и спор, которые также могут вызывать аллергическую реакцию у людей. Отличаются от обычной древесины высокой сухостью (8–12% влаги против 30–50% в дровах) и большей (примерно в полтора раза) плотностью. Эти качества обеспечивают высокую теплотворную способность по сравнению со щепой или дровами (при сгорании тонны гранул выделяется приблизительно 5 тыс. кВт·ч тепла, что в полтора раза больше, чем у обычных дров). Топливные гранулы – экологически чистое топливо с содержанием золы не более 3%.

Топливные брикеты – высушенные и брикетированные энергоносители биологического происхождения (различных отходов деревообработки, торфа, отходов сельского хозяйства и др.), экологически чистый материал, с высокой теплоотдачей. Используется как топливо, как заготовка при выработке древесного угля или кокса. В основе технологии производства топливных брикетов лежит процесс прессования шнеком отходов (шелухи подсолнечника, гречихи и т. п.) и мелко измельчённых отходов древесины (опилок) под высоким давлением при нагревании от 250 до 350 °C. Получаемые топливные брикеты не включают в себя никаких связующих веществ, кроме одного натурального – лигнина, содержащегося в клетках растительных отходов. Температура, присутствующая при прессовании, способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря этому становится более прочной, что немаловажно для транспортировки брикета. Различают 3 основных типа брикетов: прямоугольные, 4- или 6-гранные брикеты (за счёт термической обработки имеют характерный чёрный или тёмно-коричневый цвет наружной поверхности). Брикеты отличаются стойкостью к механическим повреждениям, высокой влагостойкостью и калорийностью, длительным временем горения.

Биоуголь обычно получают в процессе нагревания древесины, стеблей растений или других органических материалов без доступа кислорода. Наиболее распространённый способ получения биоугля – пиролиз. В последние годы возрастает интерес к применению технологии отжига биомассы (торрефакция), которая позволяет получать биотопливные гранулы с высоким объёмным теплосодержанием. В США такая технология была применена впервые в 2008 компанией «Integro Earth Fuels».

Навоз  вид твёрдого биотоплива животного производства. Благодаря сбраживанию определённых бактерий с навозом и сушке, получают товар горения, который прессуется в блоки и используется как топливо для тепловых электростанций. Высушенный навоз – кизяк (название происходит от тюркского, казахского тезек) использовался и иногда используется теперь в качестве топлива (например, для сжигания в печи у тюркских народов для обогрева или приготовления пищи), а также для построения жилищ.

17.11.2017

Обзор популярных марок

Биодизельное топливо для автомобилей в основном производится в Америке (США, Канаде и Бразилии), а также Индии, Китае и Европе. Зачастую это преподносится как забота об экологии и расширения использования альтернативных источников энергии.

Но есть один нюанс – для изготовления больших объемов биодизеля требуются большие объемы органики (кукурузы, рапса, сахарного тростника). Однако при масштабном выращивании этих культур потребляется немало воды и опять же топлива для сельхозтехники.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Результат на выходе получается довольно неоднозначный. Одно дело, когда для изготовления подобного горючего перерабатывают отходы, а совсем другое – переработка специально выращенных для этого растений.

Главное в составе биотоплива – спирт

Главный ингредиент всех марок биогорючего для каминов – спирт, особых различий по качеству и составу он у разных производителей не имеет ( )

С этаноловым биотопливом ситуация несколько иная. Его производят в гораздо меньших масштабах. В основном этим занимаются в Европе, но и в России есть свои фабрики. Для производства этого биогорючего также нужно сырье растительного происхождения, однако не в столь громадных объемах, как в случае с автомобильным аналогом.

В отечественных магазинах каминное биотопливо можно выбрать из следующих брендов:

  1. Kratki BioDECO (Польша).
  2. InterFlame (Россия).
  3. BioKer (Россия).
  4. Planika Fanola (Германия).
  5. Vegeflame (Франция).
  6. Bionlov (Швейцария).
  7. Bioteplo Slimfire (Италия).

Выбор достаточно обширный. Цена за литр колеблется в пределах 260–600 рублей. Стоимость часто зависит от наличия/отсутствия и комбинации дополнительных добавок. Некоторые ароматические масла стоят достаточно дорого. Хотя они и присутствуют в составе биотоплива в самых малых пропорциях, но на цену все равно влияют.

Биотопливо — взгляд в будущее

Сырьём для производства биогаза могут служить навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов (солёная и сладкая молочная сыворотка), отходы производства биодизеля (технический глицерин от производства биодизеля из рапса), отходы от производства соков (жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли), отходы производства крахмала и патоки (мезга и сироп), отходы переработки картофеля, производства чипсов (очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа). Кроме этого, биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например из силосной кукурузы или сильфия, а также из водорослей.

Свалочный газ – одна из разновидностей биогаза. Получается на свалках из муниципальных бытовых отходов, что позволяет эффективно решить проблему замусоренности крупных городов и существенно улучшить экологическую обстановку.

Одной из главных задач биогазовых станций (помимо получения электрической и тепловой энергии) является переработка отходов, получение удобрений, улучшение экологической обстановки окружающей среды. Технология производства биогаза (метанового брожения) осуществляется в аппарате (метантенк), включающем загрузчик сырья, реактор, мешалки, газгольдер, систему смешивания воды, систему отопления, газовую систему, насосную станцию, сепаратор, приборы контроля. Биомасса (отходы или зелёная масса) периодически подаётся с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утеплённый резервуар (железобетон или сталь с покрытием), оборудованный мешалками. В реакторе живут полезные бактерии, питающиеся биомассой. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35–38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подаётся к потребителям (котёл или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен. Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая технология, например переработка по одностадийной технологии без химических добавок, но при коферментации (смешивании) с другими видами сырья, например с навозом или силосом.

Состав и качество биогаза: 50–87% метана, 13–50% CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан – полный аналог природного газа, отличие только в происхождении. Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается 50–65 м³ биогаза с содержанием метана 60%, из различных видов растений 150–500 м3 биогаза с содержанием метана до 70%. Максимальное количество биогаза можно получить из жира – 1300 м³ с содержанием метана до 87%. Основная задача биогазовых станций – переработка отходов, получение удобрений, улучшение экологической обстановки окружающей среды и только потом  получение электрической и тепловой энергии.

Биогаз используют в качестве топлива для производства электричества, тепла или пара или в качестве автомобильного топлива (например, фирмы «Volvo» и «Scania» производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе). Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах. Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясокостной муки. Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании (до 18% в её общем энергобалансе). По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия (8000 тыс. штук). В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом. В Индии, Вьетнаме, Непале и других странах строят малые (односемейные) биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи. Китай на сегодняшний день является мировым лидером по внедрению технологии производства биогаза. Суммарный выпуск биогаза в стране составляет 14 млрд. м3/год. По мнению экспертов, при сохранении текущих темпов роста биогазовой индустрии (а это практически ежегодное удвоение рынка) Китай выйдет в мировые лидеры по производству биогаза уже к 2020 году.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Плюсы и минусы инверторного компрессора в холодильнике: двигатель и мотор, что это такое, линейный тип, какой лучше

Биоводород – водород, полученный из биомассы термохимическим, биохимическим или другим способом. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500–800о C (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H2, CO и CH4. Биоводород можно получать термомеханическим способом из отходов древесины, однако себестоимость данного метода пока слишком высока. В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например Rhodobacter sphaeroides, Enterobacter cloacae. Возможно применение различных ферментов или энзимов [от лат. fermentum – закваска; обычно белковые молекулы или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах] для ускорения производства водорода из полисахаридов (крахмал, целлюлоза), содержащихся в биомассе. Процесс проходит при температуре 30 °C и нормальном давлении. Водород может производить группа зелёных водорослей, например Chlamydomonas reinhardtii. Водоросли могут производить водород из морской воды или канализационных стоков.

Разрабатывается проект получения биоводорода микробиологическим путём с использованием принципов, аналогичных тем, которые используются для получения биогаза. Методом бутилового брожения сахарозы или крахмала с 1 т мелассы можно получить до 140 м3 водорода, 1 т стеблей сладкого сорго – 50 м3, 1 т картофеля  42 м3.

Применение водорода на транспорте и в энергетике в настоящее время обусловлено отсутствием развитой инфраструктуры, ограничиваясь созданием концептуальных моделей водородных автомобилей и техники, работающей на топливных водородных элементах. Усложняют возможность использования водорода в качестве топлива и проблемы безопасности: водород может создавать с воздухом взрывоопасную смесь – гремучий газ; сжиженный водород обладает исключительными проникающими свойствами, требуя применения особых материалов.

Синтез газ (сигаз) – смесь газов, главными компонентами которой являются СО и Н2; используется для синтеза разных химических соединений.  В настоящее время синтез-газ производят конверсией природного газа либо нефтепродуктов (от лёгкого бензина – нафты до нефтяных остатков) и лишь в небольших масштабах химической переработкой древесины, а также газификацией углей. В зависимости от применяемого сырья и вида конверсии (водяным паром или нестехиометрическим количеством О2) соотношение компонентов в газовой смеси изменяется в широких пределах. Синтез-газ получают также наряду с целевым продуктом ацетиленом при окислительном пиролизе природного газа.

Движущими факторами для распространения биотоплива являются угрозы, связанные с энергетической безопасностью, изменением климата и экономическим спадом. Распространение производства биотоплива по всему миру нацелено на увеличение доли потребления экологически чистого топлива, особенно на транспорте; снижение зависимости от импортируемой нефти для многих стран; снижение выбросов парниковых газов; развитие экономики. Биотопливо является альтернативой традиционным видам топлива, получаемым из нефти. Мировыми центрами производства биотоплива в 2014 являются США, Бразилия и Европейский Союз. Самый распространённый вид биотоплива – биоэтанол, его доля составляет 82% всего производимого в мире топлива из биологического сырья. Ведущими его производителями являются США и Бразилия. На 2-м месте находится биодизель. В Европейском Союзе сосредоточено 49% производства биодизеля. В долгосрочной перспективе постоянно растущий спрос на биотопливо со стороны наземного, воздушного и морского транспорта может сильно изменить сложившуюся ситуацию на мировом рынке энергоносителей. Использование сельскохозяйственного сырья для производства жидкого биотоплива и рост объёмов его производства обусловили спрос на сельскохозяйственную продукцию, что повлияло на цены продовольственных культур, используемых при производстве биотоплива. Объём производства биотоплива второго поколения продолжает расти, и к 2017 мировое производство биотоплива второго поколения должно составить 10 млрд. литров. Мировое производство биотоплива к 2017 должно увеличиться на 25% и составить ок. 140 млрд. литров. В Европейском Союзе основная часть производства биотоплива приходится на биодизель, производимый из семян масличных культур (рапса). По прогнозам, в странах Евросоюза будет расширяться производство биоэтанола из пшеницы и кукурузы, а также сахарной свёклы. В Бразилии, как ожидается, производство биоэтанола будет продолжать расти ускоренными темпами и достигнет к 2017 примерно 41 млрд. литров. В целом производство биоэтанола и биодизеля, согласно прогнозу, к 2017 будет возрастать быстрыми темпами и составит 125 и 25 млрд. литров соответственно. Начался быстрый рост производства биотоплива в Азии. По данным на 2014, Китай находится на третьем месте по производству биоэтанола, и ожидается, что это производство будет расти в течение следующих десяти лет более чем на 4% в год. В Индии производство биоэтанола из мелассы, согласно прогнозам, будет увеличиваться более чем на 7% в год. При этом расширяется производство биодизеля из новых культур, таких как ятрофа.

По прогнозам Мирового энергетического агентства (МЭА), нехватка нефти в 2025 будет оцениваться в 14%. По данным МЭА, если даже общий объём производства биотоплива (в том числе биоэтанола и биодизеля) к 2021 составит 220 млрд. литров, то его производство покроет лишь 7% мировой потребности в топливе. Темпы роста производства биотоплива намного отстают от темпов роста потребности в них. Происходит это из-за наличия дешёвого сырья и недостаточного финансирования. Массовое коммерческое использование биотоплива будет определяться достижением ценового равновесия с традиционными видами топлива, получаемыми из нефти. По прогнозам учёных, доля возобновляемых источников энергии к 2040 достигнет 47,7%, а биомассы – 23,8%.

При существующем уровне развития технологий производство биотоплива будет составлять небольшую часть глобальных поставок энергии, цены на энергию будут оказывать влияние на стоимость сельскохозяйственного сырья. Биотопливо может по-разному воздействовать на продовольственную безопасность – рост цен на сырьевые товары, обусловленный производством биотоплива, может нанести ущерб импортёрам продовольствия, с другой стороны, стимулировать внутреннее сельскохозяйственное производство мелкими фермерскими хозяйствами.

Хотя в ближайшем будущем биотопливо вряд ли сможет полностью вытеснить традиционные углеводороды, развитие этой отрасли возобновляемой энергетики способствует сохранению запасов полезных ископаемых

  • Бюджетная стоимость. Хотя на данный момент цены на биотопливо практически совпадают со стоимостью бензина, биологические вещества считаются более выгодным видом горючего, поскольку при сжигании дают меньше выбросов. Биотопливо пригодно к применению в различных условиях, при этом его можно адаптировать к двигателям разных конструкции. Еще одним плюсом является оптимизация работы мотора, который дольше остается чистым из-за малого количества сажи и выхлопным газов.
  • Мобильность. Биологическое топливо отличается от других вариантов альтернативных источников энергии своей мобильностью. В конструкции солярных и ветряных установок обычно входят тяжелые аккумуляторные батареи, поэтому они чаще всего используются стационарно, тогда как биогорючее можно без особых хлопот перевозить из одного региона в другой.
  • Возобновляемый источник энергии. Хотя, по мнению исследователей, существующих залежей сырой нефти хватит как минимум на несколько сотен лет, ископаемые запасы все-таки конечны. Биотопливо, изготавливаемое из растений и отходов жизнедеятельности животных, относится к числу возобновляемых ресурсов, которым в обозримом будущем не грозит исчезновение.
  • Охрана атмосферы земли. Крупным недостатком традиционных углеводородов является большой процент CO2, который выделяется при сжигании. Этот газ создает в атмосфере нашей планеты парниковый эффект, создавая условия для глобального потепления. При сгорании же биологических веществ количество  углекислого газа снижается до 65%. Помимо этого культуры, используемые в производстве биотоплива, потребляют оксид углерода, уменьшая его долю в воздухе.
  • Экономическая безопасность. Запасы углеводородов распределены неравномерно, поэтому часть государств вынуждена закупать нефть или природный газ, тратя на приобретение, транспортировку, складирование большие средства. Различные виды биологического горючего можно получать практически в любой стране. Поскольку для его изготовления и переработки понадобится создание новых предприятий и, соответственно, рабочих мест, это принесет пользу народному хозяйству и положительно скажется на благосостоянии людей.
  • Твердое: дрова, торф, отходы жизнедеятельности животных, отходы сельскохозяйственного производства.
  • Жидкое: биодизель, диметиловый эфир, биоэтанол, биобутанол.
  • Газообразные: биогаз, метан, биоводород.

Историческая справка

Первые шаги к созданию биотоплива предпринимались с появления бутанола (бутилового спирта). Тогда использовался процесс ферментации с участием бактерии Clostridium acetobutylicum, называемый также ABE-процессом по названию трёх конечных продуктов брожения – ацетона, бутанола и этанола. Огромное значение в развитии биотоплива сыграла автопромышленность. Уже в 1826 американский изобретатель С. Мори создал двигатель, топливом для которого служили спирт и скипидар. Было доказано, что растительное масло вполне можно употреблять в качестве горючего для паровых машин и пароходов. В 1876 немецкий изобретатель Н. Отто создал первый в мире четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания, работавший на этаноле. Различными модификациями этого двигателя мы пользуемся до сих пор. Создавались и ещё более необычные проекты. Например, в 1895 Р. Дизель предложил тип дизельного мотора, основанного на использовании арахисового масла. Г. Форд был настолько уверен в будущем спиртовых автомобилей, что даже построил на Среднем Западе США спиртоперегонный завод, куда вложил немалые средства. Во время 1-й мировой войны автомобили большинства стран мира использовали этанол в качестве топлива наряду с бензином.

В 17 в. Я. Б. ван Гельмонт обнаружил, что разлагающаяся биомасса выделяет воспламеняющиеся газы. А. Вольта в 1776 пришёл к выводу о существовании зависимости между количеством разлагающейся биомассы и количеством выделяемого газа. В 1808 сэр Г. Дэви  обнаружил метан в биогазе. Первая биогазовая установка была построена в Бомбее в 1859. В 1895 биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения. В 1930, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза. В СССР исследования проводились в 1940-х гг.; в 1948–54 была разработана и построена первая лабораторная установка. Наблюдается устойчивая тенденция использовать биогаз для решения самых разнообразных энергетических вопросов: отопления жилья, получения электричества, производства надёжного автомобильного топлива. В то же время механизмы его производства постоянно совершенствуются, разрабатываются новые, более практичные и экономные способы получения качественного топлива.

Выводы и полезное видео по теме

Виды биологического топлива различаются не только агрегатным состоянием, но и характеристиками. При выборе подобных материал необходимо принимать во внимание их планируемое использование, эффективность, функциональные свойства и стоимость.

Есть опыт использования альтернативного горючего? Или хотите задать вопросы по теме биотоплива? Пожалуйста, комментируйте публикацию и участвуйте в обсуждениях. Блок обратной связи расположен ниже.

Источник

Устройство представляет собой укрупненный вариант обычной спиртовки с эффектным дизайном. Здесь имеется емкость для загрузки горючего вещества, а также заслонка, чтобы регулировать интенсивность пламени. Для оформления экокамина используют керамические элементы, металлические детали и жаростойкое стекло.

Экокамин в работе

Биоэтанол горит без копоти и сажи, поэтому экокаминам не нужны дымоходные конструкции, это упрощает их эксплуатацию и придает им мобильность

Стеклянные панели не только украшают такое устройство, но и служат для защиты от жара. Не все устройства имеют такую защиту, но стеклянные экраны различных модификаций продаются отдельно.

Имеет смысл приобрести защитный элемент, особенно если предполагается использовать мобильную модель, которую будут устанавливать в разных местах. Часто такой камин декорируют искусственными дровами, чтобы придать конструкции традиционный вид, но это не единственный вариант.

Экокамины бывают напольными, настольными, настенными и даже настольными, они различаются по размерам, но работают одинаково.

Топливо для экокамина

Нельзя добавлять топливо в экокамин во время его работы. Если биоэтанол был пролит, загрязненную поверхность следует сразу же очистить

Такие устройства можно использовать для обогрева помещения или в качестве интерьерного украшения. Прибор не нуждается в проводах, поэтому его можно легко переместить. Например, прохладным летним вечером экокамин можно установить на открытой веранде. Существуют устройства самой разной формы.

Интересным вариантом для стильного кабинета может стать миниатюрная модель, камеру которой встраивают в столешницу, над поверхностью выступает только крышка. Есть интересные варианты в виде корзины, вытянутого цилиндра и т.п.

Поскольку для экокамина, в котором сжигают такое биотопливо, не нужно оборудовать систему отведения продуктов горения, тепло, полученное во время сгорания, не теряется на обогрев дополнительных конструкций.

Самодельный экокамин

Принципиальная конструкция экокамина почти не отличается от обычной спиртовки, поэтому такой прибор не сложно изготовить своими руками

Поэтому считается, что КПД такого устройства составляет около 95%, довольно высокий показатель для любой системы. Для работы обычного экокамина в течение часа обычно достаточно половины литра биоэтанола. При этом из литра топлива можно получить 6-7 кВт/ч энергии.

Считается, что стандартный экокамин может успешно заменить электрический обогреватель около трех киловатт.

Настенные модели экокаминов

Настенные модели экокаминов могут имитировать традиционные устройства, они разнообразны и предоставляют много вариантов для дизайна интерьера квартиры или офиса

Преимущество применения биокамина по сравнению с другими обогревателями состоит в том, что этот прибор несколько повышает влажность воздуха в помещении. Практически любой традиционный способ обогрева напротив, удаляет влагу, что может плохо отразиться на здоровье людей.

И экокамин, и биоэтанол очень просты в применении, а это топливо не опаснее других горючих веществ, используемых в быту. Горение биоэтанола можно регулировать, если в конструкции экокаминов предусмотрена такая возможность.

Устройство может давать больше или меньше тепла и света, соответственно, будет изменяться и время расходования топлива.

Имеются у этого способа отопления и некоторые недостатки. Например, при всем удобстве использования биоэтанол нельзя доливать в емкость камина. Нужно не только дождаться, чтобы состав прогорел, но и дать устройству остыть. Этот момент придется учитывать, планируя время использования камина.

Хотя камины для биоэтанола и не нуждаются в дымоходе, все же нельзя использовать такие устройства бесконтрольно.

Стеклянный экран для экокамина

Открытое пламя всегда представляет опасность возгорания, поэтому его лучше скрыть за экраном из жаростойкого стекла. Такой элемент можно купить отдельно

Помещение, которое обогревается таким образом, нужно регулярно проветривать, чтобы уравновесить количество кислорода и углекислого газа. Если в процессе заправки камина было пролито немного топлива, его нужно немедленно стереть, даже если речь идет о паре капель горючего вещества.

Для этого под рукой лучше держать ветошь с хорошими впитывающими свойствами. Для розжига допускается использовать особые длинные спички, но чаще применяют длинные металлические зажигалки. Некоторые камины на биотопливе снабжены функцией электророзжига, что очень удобно, но повышает стоимость модели.

Биотопливо – довольно широкое понятие. Вариант состава подбирают в зависимости от того, какой тип камина предполагается использовать. Но это всегда горючее вещество, при использовании которого следует четко придерживаться требований безопасности.

Рассмотреть варианты использования биотоплива следует хотя бы потому, что оно производится из возобновляемых ресурсов.

Небольшой биокамин можно установить как в квартире, так и офисе. Он безопасен и оживит собой любой интерьер. Выбирая для него жидкое топливо, основное внимание следует уделить наличию сертификатов у продавца на конкретную продукцию.

Виды биотоплива: сравнение характеристик твердого, жидкого и газообразного топлива

Все эти жидкости имеют практически одинаковый состав. Отличаются они лишь ароматическими добавками. Поэтому главное – спирт должен быть качественным и чистым, а не подделкой с кучей вредных примесей.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector