11.02.2024

Преимущества и недостатки использования биотоплива. Преимущества и недостатки электростанций на биомассе Расход и эффективность

Первое в мире биотопливо для автомобилей представляло собой смесь дизельного топлива и рапсового масла (его доля колебалась от 5 до 30 процентов).

Впрочем, большого распространения такое горючее не получило, – такая топливная смесь вела себя нестабильно, быстро расслаивалась. К тому же она негативно влияла на работу двигателя, который начинал часто глохнуть. В дальнейшем совершенствование технологии позволило значительно улучшить характеристики биотоплива для автомобиля, чьи физико-технические данные стали практически идентичны минеральному топливу, произведенному из нефти. Кроме того, такое топливо имеет ряд преимуществ, которые будут рассмотрены ниже.

Биотопливо для автомобиля: преимущества

Оценивая преимущества биотоплива для автомобилей, чаще всего во главу угла ставят два фактора. Первый – биотопливо относится к возобновляемым источникам энергии . Если запасы нефти – ископаемый конечный ресурс, то сырье для получения биотоплива (в основном — сельскохозяйственные энергоемкие культуры и отходы их переработки, в перспективе – водоросли и т.д.) – ресурс возобновляемый, который может постоянно воспроизводиться в необходимых для потребления количествах.

Второй фактор – экологическая нейтральность (безопасность) использования биотоплива. Широкое внедрение биотоплива рассматривается как один из наиболее эффективных способов противостоять . Сжигание биотоплива не приводит к образованию большого объема углекислого газа, а значит – снижает влияние парникового эффекта. Современные исследования показали, что использование автомобильного биотоплива на 65% снижает выброс парниковых газов. Кроме того, выращивание растений и сельхозкультур, идущих на переработку для получения биотоплива, приводит к частичному поглощению оксида углерода, находящегося в атмосфере.

Стоит отметить еще ряд факторов, которые говорят в пользу биотоплива для автомобилей:

низкая стоимость – именно топливный кризис стал причиной резко возросшего интереса к биотопливу и массовому его внедрению. В целом, стоимость биотоплива для автомобилей почти на порядок ниже, чем стоимость обычного топлива (бензина или дизельного топлива). Важно, что оно меньше подвержено колебанию цены, ведь цена бензина напрямую связана с текущей стоимостью нефти на международных спекулятивных рынках. Поэтому стабильная цена биотоплива позволяет делать более точные экономические прогнозы и планировать развитие бизнеса;
использование биотоплива позволяет экономить на обслуживании автомобиля , особенно когда речь идет о моделях двигателей, специально адаптированных под биотопливо. Как известно, со временем бензиновый двигатель увеличивает выбросы СО2, что требует дополнительных затрат для контроля за уровнем выбросов. Еще один плюс – использование биотоплива снижает загрязнение двигателя (при сгорании не образуется сажа и гарь), не засоряется топливная система – все это в комплексе приведет к снижению затрат на проведение техобслуживания;
мобильность – использование, например, электромобилей напрямую связано с развитием сети электрозаправок, что требует дополнительных капиталовложений. Кроме того, зарядка аккумулятора не может быть выполнена в течение малого времени – это достаточно длительный процесс. Для автомобильного биотоплива может быть задействована уже существующая инфраструктура автозаправок. Отдельно стоит отметить тот факт, что биотопливо для автомобилей очень легко доставить к пункту заправки, оно стабильно и не теряет своих свойств во время доставки;
энергетическая независимость – импорт энергоносителей (нефти и продуктов её переработки, природного газа) не только негативно сказывается на бюджете любой страны (ведь деньги фактически вымываются из экономики), но ставит страну в зависимость от внешних поставок. В случае кризиса и ограничения или прекращения поставок энергоносителей, экономика страны может быть практически полностью парализована. Поиск новых поставщиков, смена логистики и маршрутов перевозки – все это потребует значительных временных и финансовых вложений. Производство биотоплива для автомобилей, которое может быть налажено с использованием местного сырья, позволит любой стране повысить собственную энергетическую независимость, сократив внешние поставки. При этом значительные средства останутся внутри страны, что положительно скажется на потенциале экономического развития. Кроме того, организация производства биотоплива – это дополнительные рабочие места, а это еще один положительный фактор для экономики;
безопасность использования – биотопливо для автомобилей нетоксично, не имеет резкого запаха, не может вызвать отравление. При его использовании существенно снижается опасность загрязнения почвы, ведь разлитое топливо, попав в землю, быстро разлагается под воздействием микроорганизмов.

Биотопливо для автомобилей: недостатки

Анализируя недостатки биотоплива для автомобилей, в качестве основного минуса указывают снижение мощности двигателя при его испол ьзовании. Разные источники приводят разные значения, но в среднем падение мощности оценивают в пределах от 30 до 40 процентов. Снижение мощности компенсируется ростом потребления топлива, что приводит к снижению экономической составляющей от внедрения биотоплива. На самом деле, такое утверждение правдиво только частично, прежде всего – для старых двигателей, которые проектировались для работы на бензине или дизельном топливе. В этом случае действительно происходит ощутимое падение мощности. В более современных моделях, адаптированных к работе на биодизеле, падение мощности менее ощутимо.

Из технических факторов к недостаткам биотоплива можно отнести следующие:

склонность к парафинированию при низких температурах, что снижает возможность использования биотоплива зимой и в условиях Севера. Впрочем, для объективности следует отметить, что для дизельного топлива характерна аналогичная проблема, поэтому при наступлении морозов необходимо переходить на особые, зимние (еще их называют арктическими) марки дизельного топлива.
зимой при использовании биотоплива машине требуется больше времени чтобы прогреться;
биотопливо агрессивно воздействует на лакокрасочную поверхность автомобиля и резиновые детали в двигатели. Впрочем, негативное воздействие во многих случаях преувеличивают. Кроме того, если использовать качественное проверенное моторное масло и своевременно проводить его замену – это минимизирует негативное воздействие биодизеля на мотор. А при попадании биодизеля на лакокрасочное покрытие необходимо немедленно и качественно помыть кузов.

Биодизельное горючее - представляет собой метиловый эфир, добывается он методом хим обработки натуральных растительных веществ, также жиров животных. Приобретенное вещество вполне соответствует требованиям дизельного горючего и всеполноценно подменяет имеющийся нефтяной вариант горючего. Добывается этот эфир через процесс, который именуется этерификация. Для этого смешивается гидрооксид натрия и метиловый эфир, а потом добавляются растительные и животные жиры. В итоге происходит реакция, где катализатор, гидрооксид натрия и жир образуют массу веществ. Основной компонент, который интересует - это жирные кислоты, кроме этого образуются глицерин и разные глицериновые производные и мыло.

Нынешний биодизель — достаточно размытое понятие, сейчас
он делается из огромного количества компонент, а ранее это было только рапсовое
масло, смешанное с минеральным дизельным топливом. Для этого было выработано
безупречное соотношение, рапсового масла добавлялось 30%, а дизельного горючего
70%. Но в конечном итоге такое горючее с течением времени начинало расслаиваться и на смену
ему пришли другие методы добычи биодизеля.

Если сопоставить качество и энергетическую ценность обыденного
дизеля и био, они будут схожи — дизельное 118000 БТЕ, а биотопливо 130500
БТЕ (тут БТЕ - Английская термическая единица). Но при таком раскладе
биодизель по многим характеристикам лучше обыденного дизеля. Во-1-х, он намного
чище, его перевозка и хранение проще и безопаснее, на это затрачивается меньше
средств.

Было проведено несколько исследовательских работ, в каких тестировались разные дизельные
мотора и горючее. Итак вот, благодаря горючему, в каком было хотя бы 20%
биотоплива, показатель выхлопных газов резко снижался как минимум на 14%. На 7%
снижалось выделение углерода, также углеводорода на 13% меньше. Благодаря
таким сниженным характеристикам, биодизель в мире признан действенным горючим,
подходящим всем нормам и требованиям по защите среды. Вобщем,
для многих государств есть свои эталоны и биодизель выпускается с ориентиром на
эти данные. Так, для государств ЕС рекомендованы и употребляются эталоны горючего
EN14214, DIN 51606 и EN590. Эталон EN14214 заносит общее определение для всех
марок дизельного горючего, которое употребляется в Евросоюзе. При всем этом вероятна
5% добавка биотоплива в минеральное дизельное горючее, определенные страны
вводят 5% добавку во все виды дизеля без исключения.

Немцы разрабатывали собственный свой эталон биодизеля с
расчетом на то, чтоб он подходил для всех узнаваемых авто производителей Европы
- это горючее DIN 51606, высочайший германский эталон. Большая часть производителей
биодизеля стремятся к нему, и даже уже обходят этот эталон по качеству.

Положительные моменты

После производства, из высококачественного биодизеля убирают
сернистые соединения, после этого такое горючее приобретает свойства
смазочного материала. Это очень принципиально и полезно как для топливной системы, так
и для дизеля в целом, благодаря этому жизнь дизельного мотора существенно
продлевается. Очищенный биодизель заместо серных соединений заполняется
кислородом. Был зарегистрирован рекорд Гиннеса, германский грузовик проходил без
ремонта необычного мотора около 1.2 млн км;
Цетановое число подымается намного выше, для дизельного
горючего оно составляет 42-45, а в случае с метиловым эфиром подымается до 51;
Даже побочные продукты становятся при переработке очень
полезны. Вырабатываемый глицерин употребляется в разных областях,
переработанный, он запускается в создание моющих средств. Если глицерин
запустить в специальную обработку, то он идет в фармакологию. Также он
употребляется в производстве фосфорных удобрений и т.д.;
Все подвижные, работающие части мотора получают
постоянную эффективную смазку. Благодаря этому топливный насос и запчасти
служат подольше на 60%, ремонт мотора вообщем не делается, а это
значимая экономия;
Биодизель прекрасно пылает, его температура воспламенения
намного ниже обыденного, 150 градусов, в конечном итоге оно сгорает, оставляя меньше
вредных веществ. Таким макаром, оно чище и безопаснее.

Отрицательные моменты

Как минус необходимо отметить неморозостойкость биодизеля. В
странах с жестокими зимами, а такими числятся фактически все страны ЕС,
повсевременно появляются трудности с топливным насосом. Поточнее, это касается
автомобилей, которые не обустроены обогревом топливной системы начиная от бака,
до насоса. Как вариант, можно использовать смесь В20 — 20х80, биодизель и
минеральный дизель;
Ограниченный срок хранения, рекомендуемое время хранения 3-4
месяца;
Беря во внимание, что сырье для горючего нужно растить, для переработки подходящего количества нужны достаточно огромные посевы.

Русский биодизель

Сейчас Наша родина не имеет единой программки по
неотклонимому регулированию и использованию биодизеля. Этим занимаются топливные
и нефтеперерабатывающие компании, краевые администрации и т.д. К примеру,
планируется, а в неких местах уже и строятся фабрики, по переработке рапса,
в Татарстане, на Алтае, в Волгоградской и Ростовской областях, в Липецкой
области и т.д.

Биодизель был испытан на жд дизелях, РЖД после
испытаний подтвердила возможность внедрение такового горючего на собственных
составах.

Современные технологии позволяют за счет биомассы перекрыть 6-10% энергетических потребностей промышленно развитых стран. Каждый год Земле путем фотосинтеза образуется более 120 млрд. тонн органического вещества, что сопоставимо с 40 млрд. тонн нефти. Применение биомассы в качестве топлива является актуальной задачей, особенно на фоне роста цен на энергоресурсы. В качестве биотоплива могут быть использованы: биомасса древесины, отходы растениеводства, горючие отходы пищевой промышленности и животноводства.

Однако существуют и серьезные ограничения по использованию биомассы для получения энергии. Биомасса обладает большой влажностью, следовательно требует дополнительных затрат для сушки. Чаще всего биомасса требует предварительной подготовки (измельчение, прессование, брикетирование и т.п.). Наиболее распространенным способом получения энергии из биомассы является ее сжигание, а процесс сжигания имеет свои сложности: во-первых, различные виды биомассы требуют различных топочных устройств, во-вторых, процессы горения далеко не всегда протекают с высоким КПД (имеется потенциал по совершенствованию топочных устройств). И, в-третьих, экологические параметры топок должны соответствовать действующим нормам выбросов вредных веществ.

Использование биомассы позволит лишь частично решить проблему энергетической безопасности для небольших хозяйств, предприятий. Достоинства применения биомассы для получения энергии заключаются в следующем. В ряде случаев биомасса является очень дешевым источником энергии часто вообще бесплатным (отходы), но у нас этот источник или не используется вообще, или используется в исключительных случаях. Кроме того, многие виды отходов необходимо утилизировать термически, так как некоторые виды бактерий гибнут только при очень высоких температурах. Современные технологии получения энергии из биомассы позволяют значительно улучшить экологическое состояние окружающей среды, а получение энергии из сельскохозяйственных отходов позволяет аграрному сектору стать производителем энергии, а не только потребителем.

Пока еще технико-экономические характеристики установок на биотопливе, конечно же, уступают ТЭС на традиционных видах топлива, однако с учетом роста цен на углеводородное топливо (в 2-2,5 раза в ближайшее время), данный вид топлива становится перспективным и экономически рентабельным.

Спрос на биотопливо растет во всем мире. Может ли Россия стать и биотопливной державой? Потребление энергии в мире за последние 50 лет росло быстрее, чем численность населения. Эта тенденция сохранится и в обозримом будущем: 1950 г. - 2 млрд т у.т. (тонн условного топлива), 2000 г. - 12 млрд, 2020 г. (прогноз) - 34 млрд т у.т; численность населения, соответственно, 2 млрд, 6 млрд и 11 млрд человек. Напомним, что в настоящее время примерно 70% своих потребностей в энергоносителях человечество удовлетворяет за счет невосполнимых источников энергии. В течение XXI века все невосполнимые энергоносители, во-первых, будут постоянно дорожать, во-вторых, их доступные месторождения, в основном, иссякнут.
Анализ ситуации показывает, что сейчас производство биотоплива из фитомассы и продуктов урожая различных растительных культур (травянистых, древесно-кустарниковых) является одним из перспективных направлений создания возобновляемых энергоресурсов в целом ряде как развитых, так и развивающихся стран. Биоэтанол (денатурированный технический этиловый спирт, используемый как добавка к автомобильному бензину; его производят путем сбраживания богатой углеводами фитомассы или зерна) и биодизель (метиловый эфир жирных кислот растительных масел, преимущественно рапсового и подсолнечного), добавляемый к дизельному топливу, становятся популярными на мировом ранке.
Пока спрос на биотопливо существенно превышает предложение. В 2005 г. мировое потребление биоэтанола составило 34 млн т, из которых более половины (около 18 млн т) произведено в США. В текущем году ЕС планирует получить около 9 млн т биодизеля, на что потребуется 22 млн т маслосемян. Мощности производства биоэтанола растут в мире более быстрыми темпами, чем биодизеля, и их соотношение составляет, примерно, 6:1. Биодизель и биоэтанол в странах ЕС и США - обязательные экологичные ингредиенты-добавки к дизельному топливу и автобензину, поскольку они снижают объемы вредных выбросов. При полном цикле производства биоэтанола выброс парниковых газов уменьшается на 12-26% по сравнению с производством бензина, а биодизеля - на 41-78% по сравнению с производством дизтоплива. Эмиссия этих газов значительно снижается и при использовании биоэтанола и биодизеля в качестве ингредиентов моторного топлива.
По мнению специалистов ФАО, дальнейший рост потребления биотоплива (в 2007 г. его произведено порядка 50 млрд л) поможет диверсифицировать сельское и лесное хозяйство, создать новые рабочие места и вовлечь в оборот временно неиспользуемые земли. Согласно недавней оценке руководителя российской нефтегазовой компании «Итера» И. Макарова, ежегодный (с начала XXI века) прирост потребления этого экологичного вида моторного топлива составляет более 25%. Германия, США, Австралия, Япония, Южная Корея и другие страны увеличивают содержание биодобавок в потребляемом горючем на 5-7% в год. Бразилия на протяжении нескольких десятилетий использует только смешанное автомобильное топливо (бензин + биоэтанол), причем доля этанольного ингредиента в настоящее время составляет 85%, бензина - 15%.
Выход энергоносителя с единицы площади посевов или насаждений за вычетом энергозатрат на производство, сбор, транспортировку, хранение и трансформацию фитомассы (биотехнологическим, физическим или физико-химическим способами) в конечные энергоносители, т.е. в моторное топливо, принято характеризовать коэффициентом энергетической эффективности (или полезности) биотоплива – Кээ. Например, в случае конверсии растительной биомассы в биогаз Кээ в 5 раз выше, чем при ее обычном сжигании. По этому показателю этанол на основе кукурузы (Кээ=1,25-1,35) предпочтительнее, чем традиционный бензин (Кээ=0,81), а биодизель (Кээ=1,9-3,2) - чем традиционное нефтяное дизтопливо (Кээ=0,83). В любом случае производству моторного топлива из биомассы должен предшествовать строгий экономический и экологический анализ. Подчеркнем, что достижение российским аграрным сектором мирового уровня развития производства биотопливного сырья возможно только при условии его конкурентоспособности. Поэтому сельскохозяйственным товаропроизводителям необходимо стремиться к тому, чтобы отдача 1 га рапса, кукурузы, других «энергетических» культур была на уровне показателей стран ЕС.
В отличие от западных стран (ЕС, США и др.), а также Китая производство биотоплива - перспективного возобновляемого энергоресурса - со стороны государственных структур России в настоящее время недооценивается. Выращивание его сырья носит пока в основном инициативный, фрагментарный характер и осуществляется лишь благодаря усилиям со стороны руководителей отдельных регионов, инициативе некоторых бизнесменов и сельхозпроизводителей. Пока российское производство биотопливного сырья и (или) конечной продукции ориентировано, в основном, на экспорт в страны ЕС и ближнего зарубежья. Выращивание сырьевых культур, необходимых для получения моторного биотоплива в России пока не только финансово не поддерживается государством, а напротив, искусственно тормозится. В частности, экспорт зерна рапса облагается пошлиной, а биоэтанола - акцизом. Поэтому целесообразно, чтобы в самое ближайшее время в России, подобно ЕС, был принят закон об обязательном использовании экологичных добавок к бензину и дизтопливу, разработана Федеральная программа по производству сырья и его переработке в биотопливо, а также отменены пошлины, акцизы и двойное налогообложение экспортируемой продукции (биоэтанол, семена рапса и др.).
Современное производство биотоплива из продуктов урожая культивируемых растений экологично и в основном безотходно. Его ценными сопутствующими продуктами являются клейковина, глютен, отруби, жмых, кормовые дрожжи, шрот, глицерин. Наиболее перспективная культура для производства биотоплива в России - рапс яровой и озимый. Озимый рапс вдвое превосходит по урожайности яровой, но более требователен к условиям перезимовки. В настоящее время выращивание рапса в отдельных регионах страны выгоднее, чем зерновых культур. Именно поэтому его посевные площади в России быстро растут, и среди технических культур рапс вышел на второе (после подсолнечника) место. У нас имеются практически неограниченные возможности для получения биотопливного сырья за счет наращивания производства семян рапса на так называемых залежных (временно не возделываемых старопахотных) землях, площадь которых в 2007 г. достигла 40 млн га. Немаловажно, что если для производства пищевого масла необходимы сорта рапса с низким содержанием эруковой кислоты, то для биотоплива ее должно быть в рапсе как можно больше!
Теплотворная способность зерна рапса - 26,5 МДж/кг (для сравнения: древесины бука - 18,4, каменного угля - 29,7 МДж/кг). Если принять топливную эквивалентность бензина и дизтоплива равной 1, то аналогичный показатель для рапсового масла составит 0,96, биодизеля 0,91, биоэтанола 0,65. С каждого гектара плантаций сахарного тростника в Бразилии получают 4-6 тыс. л этанола, в США один «кукурузный» гектар приносит 2 тыс. л, а «пшеничный» в Европе - всего 1 тыс. л спирта. В то же время, один гектар рапса дает 1100 кг масла, подсолнечника - 600, сои - 290 кг. Из 1 т семян рапса (с масличностью 30-50%) можно получить 270 кг (450 л) биодизеля. Его преимущества: можно использовать взамен дизтоплива, этот продукт стандартизован, он постоянно востребован рынком. Его недостатки: требуются затраты на стерилизацию, возникают проблемы со сбытом попутного глицерина, имеются сезонные ограничения в применении (метиловый эфир пальмового масла застывает при +50С, рапсового - при –100С).
Рапс - фитосанитар полей. Его использование в качестве сидерата способствует накоплению органического вещества и азота в почве, улучшению ее структуры. Выделения его корней освобождают пахотный слой почвы от возбудителей корневых гнилей и других фитопатогенов зерновых колосовых культур. Рапс традиционно считается лучшим предшественником пшеницы (озимой и яровой). Средняя урожайность зерна рапса в странах ЕС-25 давно превысила 30 ц/га, в то время как в странах СНГ она составляет всего 11 ц/га. Тем не менее, выращивание рапса в России оправдано с экономической, экологической и агрономической точек зрения. Европа уже сейчас готова закупать его маслосемена по цене 150-200 евро/т. Рентабельность рапса редко опускается ниже 50%. Если производить рапсовое масло в регионах выращивания культуры, то остающийся жмых - ценнейший кормовой ресурс. До недавнего времени рапс - основная мировая культура для производства биодизеля - в России не был востребован. С 2007 г. благодаря целевой программе Минсельхоза России по поддержке производства рапса отмечен рост площадей этой культуры и планируется их ежегодное увеличение примерно на 20%. Это вполне реальный показатель, поскольку рапс географически может произрастать в более широкой природно-климатической зоне, чем подсолнечник. Однако производство сырья для биотоплива - это необходимый, но лишь самый первый, начальный этап в реализации этой инновационно-ресурсной, биотехнологической и экологической проблемы. Ее успешное, комплексное решение зависит не столько от усилий отраслевого руководства, сколько от четкой программы действий самого верхнего эшелона исполнительной и законодательной властей.
Поскольку в настоящее время мировые мощности выпуска биоэтанола растут более быстрыми темпами, чем биодизеля, на производство биотоплива используется больше зерновых, чем масличных культур. Однако, на наш взгляд, выращивание зерновой кукурузы как сырья для биоэтанола в России менее перспективно, чем рапса для биодизеля. Оптимальная зона возделывания кукурузы (этой теплолюбивой, интенсивной пропашной культуры) в сравнении с рапсом существенно ограничена. Россия традиционно импортирует кукурузу, поскольку в стране существует постоянный дефицит ее зерна и как продовольственного сырья (крахмалопаточное, крупяное и спиртовое производство), и как ценного ингредиента комбикормов для животных. В то же время, в отдельных, наиболее благоприятных зонах страны складывающаяся конъюнктура в пользу зерновой кукурузы, что стимулирует расширение ее производства. Так, в Волгоградской области при урожайности кукурузы 50-70 ц/га финансовая отдача с 1 га в 3-4 раза выше, чем с 1 га подсолнечника. Разумеется, если у российских сельхозпроизводителей появился шанс получить больший доход с посевных площадей за счет их частичного перераспределения в пользу кукурузы, то важно (если это не в ущерб продовольственной безопасности страны) не вводить на ее продукцию ограничительные экспортные пошлины, лишающие производителя прибыли.
В Северо-Западном, Центральном и Сибирском регионах России при утилизации отходов деревообработки перспективно производство пеллет - небольших цилиндриков или брусочков, получаемых измельчением и прессованием древесины и ее отходов. Их можно производить и по технологии «быстрорастущих древесных пород в плантациях с коротким оборотом». Эта технология предусматривает один раз в три года скашивание специальным комбайном молодого древостоя и поросли ольхи, березы, осины, тополя, желтой акации или любых других быстрорастущих древесно-кустарниковых пород. Пеллеты, применяемые для отопления индивидуальных домов, имеют неограниченный спрос на западном рынке (в частности, в Скандинавских странах) и в Китае. По теплотворной способности они вдвое превосходят обычные дрова, удобны для перегрузки, транспортировки, хранения. Поскольку их производство на одной плантации (вне севооборота) осуществляется в течение нескольких десятков лет, оно не конкурирует с выращиванием продовольственных и фуражных культур.
В обозримом будущем производство в России биоэтанола и BTL-топлива, т.е. жидкого топлива, получаемого из любой биомассы в процессе ее биоконверсии и пиролиза (biomass-to-liquid, или Sun Fuel) наиболее перспективно за счет биотехнологий второго поколения. В этом случае в отличие от продовольственных культур (таких как сахарный тростник, сахарная свекла, зерно и др.) исходным энергетическим сырьем являются любые органические субстраты - трава, целлюлоза, отходы растениеводства и деревообработки. В качестве моторного горючего BTL-топливо высокоэффективно, т.к. сгорает практически полностью с минимумом эмиссии в выхлопных газах вредных примесей - сажи, метана, оксидов азота и углерода. У получаемых по такой технологии энергоносителей высокий показатель энергетической полезности (Кээ=5-6), а выброс парниковых газов на 82-85% ниже в сравнении с производством традиционного бензина. Однако широкомасштабное производство BTL-топлива пока лимитируется отсутствием высокоэффективных и приемлемых по стоимости ферментных препаратов.
Считают, что биотопливо пользуется неограниченным спросом на мировом рынке и его производство становится выгодным, если цена нефти превышает 70 долл/баррель. Хотя этот рубеж оставлен далеко позади, пока биодизель и биоэтанол - дотируемые продукты стран ЕС и США. Вместе с тем биотопливные продукты выступают на мировом рынке как реальные конкуренты продовольствия. Из-за сопряжения их цен и конкурентного производства их сырья в мире отмечается фактическое слияние энергетической и продовольственной отраслей. Поэтому перманентный рост мировых цен на нефть будет сопровождаться ростом цен на зерно и зернопродукты. Из сказанного следует важный практический вывод: от повышения мировых цен на продовольствие, вызванного мировым биотопливным бумом, больше всего выиграют страны, одновременно являющиеся и производителями биотоплива, и экспортерами нефти; напротив, из-за расширения масштабов производства биотоплива в мире больше всего пострадает население стран, которые одновременно испытывают и дефицит продовольствия, и импортируют энергоресурсы.
В заключение подчеркнем, что в росте сектора биотоплива правительства ЕС, США и ряда развивающихся стран видят не только экологические и экономические, но и политические выгоды. Из-за административных преференций стабильный рост его производства объективно способствует увеличению прибылей и сельхозпроизводителей, и работников энергетической отрасли. Не намерена отставать от прогресса биоэнергетики и Украина, где к 2009 г. намечено увеличить посевы рапса в 8 раз. Россия же, фактически ничего не предпринимая, окончательно технологически отстанет не только от США и Европы, но и от Китая, Индии, Казахстана. Наконец, вполне реальна ситуация, когда, например, наши трайлеры, работающие на дизтопливе без биоприсадок, просто перестанут пускать в Европу, и тогда Россия вынуждена будет завозить биотопливо из-за рубежа.
Возникает закономерный вопрос: почему же этой актуальной проблемы до сих пор не замечают наши руководители?
М.С. Соколов, академик РАСХН, специально для газеты "Защита растений"

Дата добавления: 06 Июня 2013 в 16:48
Автор работы: y*********************@ya.ru
Тип работы: доклад

Скачать в ZIP архиве (32.26 Кб)

Вложенные файлы: 1 файл

Скачать файл

Плюсы и минусы биотоплива.docx

- 34.78 Кб

Плюсы и минусы биотоплива, как электроэнергетического источника

Пока еще технико- экономические характеристики установок на биотопливе, конечно же, уступают ТЭС на традиционных видах топлива, однако с учетом роста цен на углеводородное топливо (в 2-2,5 раза в ближайшее время), данный вид топлива становится перспективным и экономически рентабельным.

Одно из новых направлений развития современной энергетики - использование био-топлива.

Биото́пливо - это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород). Несмотря на, казалось бы, полную экологичность биотоплива, использование его не лишено серьезных недостатков.

Углеводороды Ряд микроорганизмов, например Botryococcus braunii, способны накапливать углеводородов до 40 % общего сухого веса. В основном они представлены изопреноидными углеводородами.

Критика Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Например, при производстве этанола из кормовой кукурузы барда используется для производства комбикорма для скота и птицы. При производстве биодизеля из сои или рапса жмых используется для производства комбикорма для скота. То есть производство биотоплива создаёт ещё одну стадию переработки сельскохозяйственного сырья. По расчётам экономистов из Университета Миннесоты, в результате биотопливного бума число голодающих на планете к 2025 году возрастёт до 1,2 млрд человек. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в своем отчете за 2005 г. говорит о том, что рост потребления биотоплив может помочь диверсифицировать сельскохозяйственную и лесную деятельность, и улучшить безопасность пищевых продуктов, способствуя экономическому развитию. Производство биотоплив позволит создать в развивающихся странах новые рабочие места, снизить зависимость развивающихся стран от импорта нефти. Кроме этого производство биотоплив позволит вовлечь в оборот ныне не используемые земли. Например, в Мозамбике сельское хозяйство ведётся на 4,3 млн га из 63,5 млн га потенциально пригодных земель.

Распространение По оценкам Worldwatch Institute в 2007 году во всём мире было произведено 54 миллиарда литров биотоплив, что составляет 1,5% от мирового потребления жидких топлив. Производство этанола составило 46 миллиардов литров. США и Бразилия производят 95% мирового объёма этанола.

Экономический эффект По оценкам Merrill Lynch прекращение производства биотоплив приведёт к росту цен на нефть и бензин на 15%. По оценкам Стэндфордского университета во всём мире из сельскохозяйственного оборота выведено 385 - 472 миллиона гектаров земли. Выращивание на этих землях сырья для производства биотоплив позволит увеличить долю биотоплив до 8 % в мировом энергетическом балансе. На транспорте доля биотоплив может составить от 10 % до 25 %. Производство биотоплива из продовольственного сырья недопустимо, получать его нужно из любых органических отходов и древесины быстрорастущих пород. См. также Возобновляемые ресурсы Биотехнология Агфляция Топливные брикеты.

Биотопливо, особенно биэтанол на основе кукурузы, наносит куда больший ущерб окружающей среде и человеческому здоровью, чем бензин или дизельное топливо. К такому неутешительному выводу пришли учёные из Университета Миннесоты в своей статье, опубликованной накануне в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Об этом сообщает газета The Guardian.

Исследователи утверждают: хотя использование биотоплива и сокращает выбросы в атмосферу углекислого газа (именно по этой причине оно считается экологичнее, чем бензин или дизельное топливо), его производство представляет куда более серьёзную опасность для экологии и здоровья человека. Дело в том, что азотные удобрения, используемые при выращивании органического сырья (скажем, кукурузы), выделяют в атмосферу заряженные частички аммиака, на которые, в свою очередь, налипает мелкодисперсная пыль, образуя сгустки до 2,5 микрона в диаметре. Эти микроскопические сгустки, переносимые ветром в густонаселенные районы, становятся причинами возникновения у людей различных заболеваний дыхательной системы (например, астмы или хронического бронхита) и даже преждевременной смерти.

С другой стороны, расширение производства биотоплива вызывает повсеместную вырубку лесов, ведь для новых посевов сырья необходимы площади, и отвлечение рабочей силы, которая могла бы быть полезной в других отраслях экономики. Ещё одно негативное экономическое следствие производства биотоплива - его влияние на рынок продовольствия. Исследования последних лет показывают, что увеличение количества кукурузы, используемой при создании биоэтанола, спровоцировало рост мировых цен на продовольствие.

Возможно, подобных негативных эффектов удастся избежать при производстве биотоплива нового поколения - так называемого целлюлозного этанола, на который исследователи возлагают большие надежды. Его можно делать из растений, которые способны расти на малоплодородной почве, не требуют удобрений и, как правило, не конкурируют с традиционными агрикультурами. Экспериментальные образцы такого топлива уже получены, утверждают учёные. Однако пока целлюлозный этанол не будет пущен в массовое производство, исследователи призывают не переходить к широкомасштабному использованию нынешних видов биотоплива, ведь его воздействие на здоровье человека и окружающую среду ещё полностью не изучено.

Краткое описание

Рейтинг: