Производство биотоплива – это относительно новая промышленная отрасль, которая имеет большие перспективы. Технология производства не является новой, однако в силу некоторых обстоятельств она не получила должного развития. Однако на сегодняшний день правительства многих государств понимают, что вопрос экологии нельзя игнорировать. Вредные выбросы автомобилей, котельных станций, заводов и так далее оказывают сильное воздействие на окружающую среду.

Кроме этого запасы нефти не безграничны, и в будущем они исчерпаются. Когда это произойдет перед людьми встанет вопрос о создании альтернативного топлива. Если говорить о твердом топливе, то добыча угля с каждым годом становится все сложнее, затраты повышаются, а доходы уменьшаются. В связи с этим уже сегодня многие предприятия переходят на твердый вид биотоплива, такой как древесные пеллеты.

Учитывая все эти факторы, на данный момент ведутся активные разработки технологий по производству биотоплива. Многие заграничные компании изготавливают различные виды биологически чистой альтернативы топливу. В России такое производство только развивается, однако уже существуют производственные линии по изготовлению твердых видом топлива, а также биоэтанола, биодизеля и так далее.

Что такое биотопливо

Биотопливо – это топливо, которое изготавливается из биологического сырья:

  • Отходы сельскохозяйственной промышленности;
  • Отходы деревоперерабатывающей промышленности;
  • Топливо из растительных масел;
  • Топливо из водорослей и так далее.

Стоит отметить, что наиболее известным и древним биотопливом являются обычные дрова, однако они имеют весьма высокую стоимость, а возобновление такого сырья является длительным процессом. Именно поэтому создаются другие виды топлива, более дешевые в изготовлении, которые изготавливаются из быстро возобновляемого сырья.

Виды биотоплива

Наверное, каждый знает, что топливо подразделяется на три вида:

  • Твердое;
  • Жидкое;
  • Газообразное.

Также и биотопливо может быть твердым, жидким и газообразным. Каждый тип применяется только в определенных условиях. К примеру, для отопительной техники лучшим вариантом является твердое топливо, а для автомобилей – биоэтанол и биодизель. Биогаз также широко применяется в различных отраслях промышленности.

Каждый из видов топлива имеет свою технологию изготовления и соответствующее оборудование. Однако все они имеют общий показатель, который заключается в том, что при сжигании такого топлива не выделяются вредные соединения, а по теплотворной способности они не уступают альтернативным видам топлива.

Многих интересует вопрос, из чего делают биотопливо? Для того чтобы более подробно ответить на этот вопрос необходимо разобрать каждый тип биотоплива в отдельности.

Твердое биотопливо

Технология производства биотоплива твердого типа является наиболее простой и дешевой. Благодаря этому итоговая продукция также имеет низкую себестоимость, что делает ее доступной для каждого. Многие отопительные предприятия уже сегодня перешли на топливные гранулы, которые делаются из отходов сельскохозяйственной и деревоперерабатывающей промышленности:

  • Опилки;
  • Стружка;
  • Солома;
  • Лузга подсолнечника;
  • Торф и так далее.

Такое топливо имеет высокий показатель теплотворной способности. При этом топливо имеет низкую стоимость. Это делает его более выгодным в сравнении с углем, мазутом, дровами и т.д.

Оборудование для производства биотоплива твердого типа также имеет сравнительно низкую стоимость и доступно практически каждому. Стоит отметить, что благодаря низкой конкуренции в данной области и простоте производства бизнес по производству пеллет является весьма выгодным и быстро окупаемым.

Технология производства брикетов биотоплива твердого типа заключается в том, что исходное сырье (солома, опилки, лузга, скорлупа орехов или щепки) измельчаются, высушиваются и прессуются в небольшие гранулы, которые впоследствии охлаждаются и просеиваются.

Переработка соломы в биотопливо – это наиболее выгодный вариант изготовления пеллет. Это объясняется тем, что такое сырье является быстро возобновляемым. Помимо этого для изготовления используются печи, которые можно топить той же соломой. Это означает, что из расходных материалов используется исключительно солома. Стоит отметить, что пеллеты из соломы имеют высокие показатели теплотворной способности и низкий уровень остатка золы после сгорания (около 5%).

По теплотворным показателям любые виды пеллетов имеют практически одинаковые показатели. Отличия заключаются в том, сколько золы остается после их сгорания. Вот здесь вперед вырываются гранулы, сделанные из торфа и лиственной древесины. Кроме этого в зависимости от исходного сырья, пеллеты могут иметь специфических запах, а также различную продолжительность и интенсивность горения.

Топливные гранулы вполне успешно используются не только в отопительных предприятиях, но и в частных целях. С их помощью можно топить твердотопливный котел, при этом его уровень КПД несколько увеличивается, благодаря повышенной теплотворной способности. Также пеллеты часто используются для топки каминов.

Биогаз

Биогаз – это газ, который производиться в процессе брожения биомассы. Разложение исходного сырья осуществляется под воздействием трех разных видов бактерий. Первые питаются биомассой и выделяют вещества, питающие второй вид бактерий, которые в свою очередь выделяют продукты жизнедеятельности, которыми питаются последние. Последний вид бактерий в процессе жизнедеятельности выделяют биогаз – метан.

По сути – это обычный газ, который добывается искусственным методом. Процесс его изготовления достаточно длительный и дорогостоящий, из-за чего такой способ производства не пользуется широким спросом, а итоговая продукция имеет высокую себестоимость. Помимо этого установка для производства биотоплива (биометана) имеет высокую стоимость.

Данный вид топлива на сегодняшний день используется крайне редко. Возможно в будущем, когда месторождения природного газа исчерпаются, такое производство станет просто необходимым, но пока что эта область остается наименее востребованной.

Жидкое биотопливо

Производство биотоплива жидкого типа является одним из наиболее развивающихся областей промышленности. Это объясняется тем, что такое топливо используется в наиболее широком спектре деятельности людей. В первую очередь жидкое биотопливо применяется в транспорте. К примеру, биодизель – это отличная альтернатива обычному дизельному топливу. При этом выбросы вредных веществ при сжигании биотоплива существенно ниже.

Сырье для биотоплива жидкого типа – это растительные масла:

  • Масло подсолнечника;
  • Пальмовое масло;
  • Масло рапса и так далее.

В подавляющем большинстве случаев жидкое биотопливо используется для заправки автомобилей. В наше время существует несколько видом такого топлива:

  • Биоэтанол;
  • Биометанол;
  • Биобутанол;
  • Диметиловый эфир;
  • Дизельное биотопливо;
  • Биотопливо второго поколения.

Каждый из видов имеет уникальные характеристики и используется только в определенных областях. К примеру, биоэтанол является отличной альтернативой обычному бензину, хотя и уступает ему по количеству выделяемой энергии. Биодизель – это отличная замена обычного дизеля, при этом такое топливо может использоваться даже в обычных дизельных автомобилях без доработок двигателя и топливной системы.

Получение биотоплива из растительных масел – это довольно простой процесс. Он основывается на том, что каждое масло содержит триглицериды. Это означает, что в состав любого растительного масла входит глицерин. Именно это вещество придает маслу вязкость.

Для того, чтобы превратить масло в биотопливо в первую очередь необходимо вывести из него глицерин. Благодаря этому вязкость масла уменьшиться. Выводиться глицерин при помощи спирта. Этот процесс имеет название трансэтерификация. В результате получается чистое биологическое дизельное топливо.

Процесс изготовления биоэтанола несколько отличается от производства биодизеля. Кроме этого в качестве сырья используются зерна различных культур, к примеру, пшеницы или ржи.

Стоит отметить, что биоэтанол по сути является обычным этанолом, который получается в результате переработки растительного сырья. Производство такого топлива схоже с изготовлением обычного пищевого спирта.

Итак, технология производства биотоплива (биоэтанола) состоит из следующих этапов:

  • Подготовка и измельчение исходного сырья – зерен;
  • Процесс ферментации. Это процесс расщепления крахмала до спирта. Это происходит при помощи рекомбинантных препаратов альфа-амилазов – глюкамилаза и амилосубтилин, которые в свою очередь получают биоинженерным путем;
  • Брагоректификация – это процесс осуществляется на специальных разгонных колоннах.

Биотопливо из водорослей: Видео

В наше время более успешной заменой биэтанолу является биобутанол. Это объясняется тем, что такое топливо имеет более высокий энергетический потенциал. Кроме этого биобутанол менее летуч и может быть использован в автомобиле без каких-либо доработок двигателя и топливной системы. Современное гибридное топливо БИО100 является смесью 65% биоэтанола с добавлением третбутилового эфира. Такое биотопливо существенно снижает тепловую нагрузку на мотор (приблизительно на 1/3), что в свою очередь повышает эксплуатационные характеристики и срок работы двигателя.

Помимо заправки автомобилей жидкое биотопливо также используется для топки специальных биокаминов. При этом стоит отметить, что такие камины могут иметь любой внешний вид, от классического, до современного. Кроме этого они имеют повышенный уровень безопасности. Не смотря на то, что биоэтанол имеет более высокую стоимость, чем обычные дрова, он все же более экономичен при горении. Благодаря этому в целом биокамин считается более дешевым в обслуживании.

Производство биотоплива в России

Многие производители биотоплива в России и за рубежом понимают, что это перспективная область промышленности, которая стоит в самом начале своего развития. Считается, что именно такие виды топлива помогу сохранить окружающую среду. Кроме этого они помогут пережить мировой энергетический кризис, который начнется с окончание запасов нефти и угля.

В России существует не один завод по производству биотоплива, который уже сегодня имеет заказы от разных предприятий, от небольших частных фирм, до огромных заводов. Такой спрос на биотопливо объясняется низкой стоимостью последнего. При этом биотопливо практически не уступает традиционным видам топлива. Если говорить о пеллетах, то они имеют высокую теплотворную способность, при этом после сгорания остается минимум отходов в виде золы, чего нельзя сказать о дровах и угле.

Помимо сохранения экологии производство биотоплива позволяет с пользой использовать отходы сельскохозяйственной промышленности, перерабатывая солому, навоз и другие биомассы в топливо, которое в свою очередь позволяет получить чистую энергию.

Оборудование для биотоплива может отличаться между собой. Это зависит от типа производимого горючего. По стоимости такое оборудование также отличается. К примеру, наиболее дешевым является пресс-гранулятор на дизельном топливе, который используется для изготовления пеллет в частных условиях. Однако для того, чтобы развернуть крупномасштабное производство потребуются целые производственные линии, которые отличаются высокой производительностью.

Также существуют целые плантации различных культур, к примеру, водорослей, которые используются для производства биотоплива. Это новые технологии в производстве биотоплива второго поколения. Водоросли не требуют особого ухода, при этом они могут произрастать в грязной или чистой, соленой или пресной воде. Для роста водорослям требуется всего лишь две составляющие – вода и солнечный свет. Данная технология имеет далеко идущие перспективы и активно развивается в России.