Biopolttoaineet, tyypit, jakelu, tuotanto ja käyttö
Biopolttoaineet, tyypit, jakelu, tuotanto ja käyttö.
Biopolttoaineet ovat biomassasta peräisin olevia polttoaineita (eläin- tai kasviperäiset raaka-aineet, sekä biologisista jätteistä) termokemiallisten tai biologisten reaktioiden seurauksena.
Biopolttoaineet vaihtoehtoisena energialähteenä
Biopolttoaineet: briketit, pelletit, polttoaineet ja turve, puulastut, biohiili, polttopuut, bioetanoli, biometanoli, biodieseliä, dimetyylieetteri, biokaasu, biologorum
Biologista alkuperää olevien polttoaineiden käytön vaikutus ympäristöön
Muut polttoaineet: biodieseliä, biopolttoaineet, kaasuöljy, öljyliuske, teollisuusbensiini, polttoöljy, öljy, siihen liittyvä öljykaasu, maakaasu, kaatopaikkakaasu, liuskeöljy, liuskekaasu, synteesikaasu
Biopolttoaineet vaihtoehtoisena energialähteenä:
Ennen ihmiskuntaa oli aina kysymys halpojen energialähteiden löytämisestä, joka ei vaatinut kohtuuttomia kustannuksia. Energian käytön ongelma, erityisen akuutti 1900-luvulla, kun kävi selväksi, että järjetön palaminen hiilivetyjä johtaa heidän maapallon varastojensa heikkenemiseen edelleen. Tutkijat tulivat siihen tulokseen, että öljy- ja kaasuvarastot lopulta kuivuvat ja uusien kustannukset nousevat kentät kasvaa huomattavasti, koska sinun on houkuteltava lisää tekniikkaa ja tuotantokapasiteettia. Tämän jakson aikana, huonontanut dramaattisesti ekologiaa, herkkä katoavalle metsälle ja jatkuvalle pilaantumiselle ilmakehästä, maaperä ja vesi.
Lisääntynyt kiireellisyys löytää vaihtoehtoisia lämpölähteitä energiaa, joka voisi korvata maakaasu ja öljy. Ja niin tehokas suunta, yhdessä aurinkoenergian kanssa, tuulienergia oli biologista alkuperää olevien energialähteiden käyttö (biopolttoaineet).
Biologisen alkuperän polttoaineen alla (biopolttoaineet) pitäisi ymmärtää tuotetta, syntetisoitu eläin- tai kasviperäisistä raaka-aineista, sekä biologisista jätteistä, joka sopivassa paineessa, se lähettää lämpöenergiaa.
Määritelmän muiden formulointien joukossa biopolttoaineiden löytyy myös seuraavasti: “Biopolttoaineet ovat polttoaineita, jotka saadaan biomassasta lämpökemiallisen tai biologisen reaktion seurauksena.”
54-60 % biopolttoaineet ovat sen perinteisiä muotoja: polttopuut, satojäämät ja kuivattu lanta koteihin ja ruoanlaittoon. Niitä käytetään 38 % väestöstä.
Biopolttoaineiden luokitus:
Biologista alkuperää olevat polttoaineet luokitellaan yhteenlasketun tilan mukaan ja raaka-ainetoimituksiin yhdelle kolmesta sukupolvesta.
Ensimmäisen sukupolven raaka-aineeseen sisältää klassiset kasvit, esimerkiksi. sokerijuurikas.
Ensimmäisen sukupolven raaka-aineisiin liittyvien kulttuurien erottuva piirre, on maksimoida tärkkelysten läsnäolo niiden koostumuksessa, sokerit ja rasvat. Tärkkelykset ja sokerit monivaiheisen käsittelyn jälkeen bioetanoliksi, rasvoista biodieseliksi. Liikenteen biopolttoaineita tuotetaan pääasiassa ensimmäisen sukupolven raaka-aineista.
2. sukupolven raaka-aineeseen ovat puuta, sellua tai ligniiniä sisältävien viljeltyjen kasvien ruoho ja syötäväksi kelpaamattomat jäänteet.
Tyypillinen toisen sukupolven raaka-aineiden edustaja ovat yksinkertaisimmat levät, kasvit camelina ja jatropha rajoittava öljypitoisuus. Toisen sukupolven viljely vaatii kustannustehokkaampaa kuin ensimmäinen sukupolvi. Tällaiset kasviperäiset raaka-aineet palavat hyvin, biokaasuun, hajoaa pyrolyysin lämpöreaktiossa. Toisen sukupolven raaka-aineiden puute on tarve saada suuria viljeltyjen viljelykasvien alueita.
Kolmannen sukupolven raaka-aineisiin ovat nopeasti kasvavia leviä, joiden öljypitoisuus on suurin. Näitä viljelmiä viljellään keinolammikoissa.
Biopolttoaineet:
Kun otetaan huomioon aggregaattitila, biologista alkuperää olevaa polttoainetta voi olla nestemäinen, kiinteä tai kaasumainen tila.
Yleisin biopolttoaine, tietysti, on kiinteä biomassa.
Kiinteä massa on esitetty polttoainebrikettien ja -pellettien muodossa, polttoaineturve, biohiili, haketta ja polttopuuta.
Neste (moottori) polttoainetta - kasviperäisten raaka-aineiden jalostustuote, joka varmistaa polttomoottoreiden toiminnan. Nämä sisältävät: bioetanoli, biometanoli, biodieseliä, biobutanoli, dimetyylieetteri.
Kaasumainen biopolttoaineet biokaasu esitellään ja biotallennus.
Polttoainebriketit:
Saamiseksi briketit biojätteen käsittely on laajalti käytetty tekniikka siipikarjan pentue ja lanta. Tämä biomassa esikuivataan ja puristetaan briketeiksi. Myöhemmin valmistettuja polttoainebrikettejä käytetään asuintilojen ja tehdasliikkeiden lämmitykseen.
Pelletit:
Pelletit valmistettu puu jätteet, saksanpähkinän kuoret, auringonkukan kuoret, sahanpuru, kuori ja sirut. Käsittelyn alkuvaiheessa, biomassa, jauhoksi jauhettu menee kuivaajaan, sitten lehdistön alla. Korkean paineen ja korkean lämpötilan olosuhteissa erottuu luonnollinen polymeer ligniini, jolla on tarttuvuusominaisuuksia. Polttoainesylinterin teholla, jonka tuhkapitoisuus on pienin prosenttiosuus (3 %).
Palava turve:
Tuotantotekniikka polttoaineturve erityinen monimutkaisuus ei ole erilainen. Uutettu turve kuljetetaan jalostuslaitokseen, jossa se seulotaan, kuivataan ja puristetaan sitten briketeiksi. Myöhemmin, turvebrikettejä käytetään maalaistalojen ja teollisuustilojen lämmitykseen.
Puulastut:
Euroopan maissa perustettu tuotanto puulastut, joka on paikallisen CHP: n palamistuote. Hakkeen tuotanto tapahtuu hakkuissa silppureilla (erityinen hakkurit). Hakkeen tuotannon raaka-aine on kuorijäännöksiä, oksat, kannot, oksia.
Biohiili:
Biohiili - puun ja kasvijäämien kuumentamisen lopputuote ilman happea. Kemiallinen prosessi hehkutus puusta kutsutaan pyrolyysiksi. Länsi harjoitti aktiivisesti teknologiaa (hehkutusmassa) ulostulosta, joka tuottaa biopolttoaineen pellettejä, joiden tilavuuslämpöpitoisuus on suurin.
Polttopuut:
Polttopuut ovat nyt pidetään yhtenä suosituimmista biologisen alkuperän polttoaineista. Suurten polttopuiden saamiseksi istutetaan energiametsiä, mikä liittyy metsien kasvuun, pensaat ja ruohot (akaasia, poppeli, maissi). Biotekniikkakasvien istutus, yleensä suorittamaan porrastettua tai neliöklusterimenetelmää. Usein, harjoitteli laskeutumista muiden maatalouskasvien viljelyyn tarkoitettujen puiden käytävällä (yhdistetty menetelmä). Laskeutumisesta puun tai vihannesten täysleikkaukseen pitäisi kestää ainakin 4-6 vuotta. Kehittyneissä maissa, harjoitellaan kokonaisia nopeasti kasvavien poppeli- ja pajuistutusten palveluksessa. Pohjois-Intiassa osoitettiin valtava alue eukalyptuksen ja poppelin istuttamiseen. Näiden toimintojen päätarkoitus on saada suuria määriä ympäristöystävällisiä ja energiapolttoaineita lämmitykseen ja suljettuihin teollisuusalueisiin.
Bioetanoli:
Bioetanoli on klassinen biopolttoaineen korvike bensiinille, jolla on johtava asema biologista alkuperää olevien moottoripolttoaineiden luettelossa. Bioetanolin pääasiallinen käyttö - polttoaine leikkausta varten moottoreita autoja, mutta viime vuosina tuotetta on käytetty biopolttoaineena kotitakkiin.
Seos bensiinin kanssa, etanoli on monia etuja: parantaa moottorin tehoa, se ei ylikuumene käytön aikana, ei tuota nokea eikä noki aiheuta savua.
Käytetään takan polttoaineena bioetanoli näyttää parhaan ympäristön laadun kuin perinteinen puu: tuottaa vähemmän hiilidioksidia, ei noki ja tupakoi. Polttoaineena takkoihin bioetanoli käytetään jopa kerrostaloissa.
Etanolin tuotantoon otetaan tärkkelystä sisältävät raaka-aineet, sokeri tai selluloosa, jälkimmäinen vaihtoehto on kustannustehokkain.
Maissista löytyvä tärkkelys tai sokeri, perunat, Bataatit, ohra, sokerijuurikas, viljaa, sokeriruoko. Etanolin tuotanto sokeriruo'osta on kannattavampaa kuin maissi.
Tällä hetkellä on olemassa kaksi tapaa saada bioetanolia: alkoholin käyminen (mikrobiologinen menetelmä) ja etyleenin hydraatio (synteettinen menetelmä).
Käyttäessäsi käymisen reaktiota, saadaan a 15% etanoliliuos, joka sitten kulkee useiden puhdistus- ja väkevöintivaiheiden läpi tislaamalla.
Teollisesti etanoli tuotetaan selluloosaa sisältävän raaka-aineen hydrolyysimenetelmällä (sahanpuru, olki). Saatu seos käydään sitten alkoholikäymiseen.
Biometanoli:
Biometanoli käyttää moottorina polttoainetta varten moottorit polttaminen. Tuotteen osuus polttoaineena henkilö- ja kuorma-autoille on 20 %. Perusteella biometanolia tänään loi ainutlaatuisen hiilen liete “metalli-”, mikä on vaihtoehto polttoöljyn käytölle, mutta toisin kuin sen energiasisältö on korkeampi eikä vaadi erityiskattiloiden käyttöä. Tämän tuotteen silmiinpistäviä etuja ovat: pienet hiilidioksidipäästöt ilmakehään ja mahdollisuus kierrättää Luomu jätteet. Haittoihin tulisi sisältyä: väritön liekki, joka voi aiheuttaa hätätilanteen, ja kaasuttimen ja alumiinijärjestelmän sisäontelon syövytys.
Tuotantoteknologia biometanolia tällä hetkellä ei selvästikään ole paikallaan. Lupaava suunta on prosessi, jolla tuote saadaan kasviplanktonista, raaka-aineen biokemiallisen muuntamisen kautta. Muuntamisprosessiin sisältyy biomassan käyminen, ja sitten metaanin suora hapetus.
Tämän tekniikan edut ovat ilmeisiä: se ei vaadi makeaa vettä ja maaperää. Kasviplanktonilla on hyvä energiantuotto ja korkea tuottavuus.
Soveltamisala biometanolia ei rajoitu vain autoteollisuuteen - tuotetta käytetään myös kemianteollisuudessa metyyliamiinien tuottamiseen, formaldehydi, liuottimet, sitä lisätään pakkasnesteisiin ja maakaasuun.
Biodieseli:
Biodieseli - biologiseen alkuperään perustuva tuote, joka perustuu eläin ja kasvirasvat (öljyt) ja niiden johdannaiset.
Biodieseli on monia etuja:
a) Tuotteen erinomainen voitelulaatu pidentää merkittävästi käyttöikää - moottoreista polttaminen;
b) hajoaa kokonaan osuessaan maaperään vahingoittamatta eläimiä ja kasveja;
C) ei sisällä rikkiä, toisin kuin dieselpolttoaine;
d) mahdollistaa aiemmin käyttämättömän heikkolaatuisen maatalousmaan käyttöönoton;
d) biodieselin tuotannon jäännöskomponentti - öljykakkua voidaan käyttää karjan rehuna.
Tuotantoa varten biodieseliä eri maissa käytetään rypsiä ja sen lajikkeita, soija, pyörä, kookos- ja palmuöljykasvi Euphorbiaceae-perheen jatropha.
Viime vuosina, tutkijat pyrkivät parantamaan hankintatekniikkaa biodieseliä levistä. Asiantuntijat arvioivat, että yksi hehtaarin maa 2400 litraa palmuöljyä, ja veden pinta - 3570 tynnyriä biopolttoainetta (jossa yksi tynnyri vastaa 150 litraa).
Dimetyylieetteri:
Dimetyylieetteri - tunnistettu biologista alkuperää olevasta polttoaineesta, joka täyttää kaikki ympäristöystävällisen tuotteen vaatimukset, joka ei vaadi lisäpuhdistusvaiheita. Autot, joissa on dimetyylieetterillä toimivia polttomoottoreita, tuottaa kotimaisen autoteollisuuden lippulaivaa “KAMAZ” Kiinalainen valmistaja “SAIC-moottori”, Eurooppalaiset yritykset Volvo ja Nissan.
Biokaasu:
Biokaasu, toimii usein maakaasun korvikkeena ja on seos metaania ja hiilidioksidi. Biokaasusta voi myös vastaanottaa sähköenergiaa tai käyttää lopputuotetta polttoaineena. Biokaasun tuotantotekniikkaan kuuluu monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden hajoaminen bakteerien vaikutuksesta. Tätä prosessia kutsutaan metaanikäymiseksi. Lopputuote on metaanikäyminen biokaasu ja orgaaninen lannoite.
Raaka-aineet teollisuustuotantoon biokaasua on laaja luettelo orgaanista jätteet:
- makea / suolainen hera;
- biodieselin tuotannossa syntyvät jätteet;
rypäleen puristemassa, sokerijuurikkaan massan vihannekset ja hedelmät;
- perunanjalostuksen jätteet;
- tärkkelys- ja melassijätteet;
- lastujen jätetuotanto;
- kalajätteet ja porausreiät;
- panimon vilja;
- ulosteen saostuminen;
- tislaajan jyvät;
- lintujen ulosteet ja lanta.
Biokaasu voidaan tuottaa myös säilörehukasveista ja levistä. Yksi tapa tuottaa biokaasua on kaatopaikkakaasun kerääminen. Kaatopaikkakaasun keräyksen asianmukainen järjestäminen parantaa suurten kaupunkien ekologista tilannetta.
Keskeinen tavoite biokaasulaitosten on parantaa ympäristöä kierrättämällä hajoava jäte vastaanottamalla myöhemmin orgaaniset lannoitteet. Vasta edellä mainittujen tehtävien suorittamisen jälkeen, Tavoitteena on saada käytettävissä oleva sähkö- ja lämpöenergia energiaa.
Biokaasulaitokset rakennetaan siipikarjatiloille, lihanjalostamot, juomien tuotanto, ja niillä on erittäin tehokkaiden jätevedenpuhdistamojen asema. Moderni biokaasulaitos voisi korvata terveys- ja eläinlaitoksen, joka jalostetaan liha- ja luujauhoksi biokaasun tuottamiseksi. Nykyisessä todellisuudessa, vähintään puolet eurooppalaisista siipikarjatiloista lämmitetään biokaasulla. Yksi tonni karjanlantaa, johon voit päästä 65 kuutiometriä biokaasua. Jotkut suurimmista valmistajista Euroopassa ovat jo perustaneet biokaasulla toimivien linja-autokokouksen.
Biologorum:
Biologorum - biomassan biokemiallisella tai termokemiallisella menetelmällä saatu kaasumainen tuote.
Kun biokemiallinen vaikutusmenetelmä - tiettyjen bakteerien käynnistämä biomassan pilkkomisprosessi. Lämpökemiallisessa menetelmässä, biomassa kuumennetaan 800 ° C: seen ilman happea. Biomassan reaktiossa jakautuu H2, CO ja CH4.
Vety voidaan tuottaa myös viemäristä tai merivesi tietyntyyppisissä vihreissä levissä (esimerkiksi., Chlamydomonas reinhardtii).
Vetyä teollisessa mittakaavassa on rajoitettu, koska kosketus ilman kanssa muodosti räjähtävän seoksen, joka on erittäin räjähtävä.
Biologista alkuperää olevien polttoaineiden käytön vaikutus ympäristöön:
Monissa maissa tarvitaan biologista alkuperää olevaa polttoainetta. Tavoitellessaan voittoa, useimmat puupellettien toimittajat lisäävät kaupan määrää, myötävaikuttamalla metsien hävittämiseen ja muihin viheralueisiin.
Intohimo on edelleen kysymys bioenergian hiilineutraaluudesta. Tutkijat väittävät, onko olemassa riski, että hiilidioksidin lisääminen ilmakehään tai tällaisten päästöjen osuus ei vaikuta luonnolliseen tasapainoon.
Joissakin Aasian maissa huonosti suunnitellun hallituksen toiminnan vuoksi, maatalousmaan käytöstä poistamisen yhteydessä, ja vapauttaa ne energiakasvien alla on akuutti pula ruoasta.
Muut polttoainetyypit:
– biodieseliä,
– biopolttoaineet,
– kaasuöljy,
– öljyliuske,
– teollisuusbensiini,
– polttoöljy,
– öljy,
– siihen liittyvä öljykaasu,
– maakaasu,
– kaatopaikkakaasu,
– liuskeöljy,
– liuskekaasu,
– synteesikaasu.
Huomautus: © Kuva ,
