Mi a bioüzemanyag, annak típusai és előnyei?
A bolygó éghajlatváltozásai kapcsán számos ország kezd el gondolkodni a környezetről. Először is, a bolygó ökológiájának javítása érdekében sok országban olyan bioüzemanyagokat hoznak létre, amelyek helyettesíthetik a hagyományos üzemanyagot.
0.1. Környezetbarát bioüzemanyagok
A bioüzemanyagok előállításának másik oka az, hogy az olaj- és széntartalékok nem végtelenek. Előbb vagy utóbb kimerültek lesznek, és amikor ez megtörténik, az embereknek létfontosságú alternatív üzemanyagok szükségesek, amelyeken az autók vezethetnek, kazánokat, turbinákat és így tovább.
1. Mi a bioüzemanyag?
Sokan hallották a bioüzemanyagokat, de nagyon kevés ember tudja, mi az, és hogyan termel. Tehát a bioüzemanyag alternatív típusú üzemanyag, amelyet a biológiai hulladék vagy a biológiai nyersanyagok feldolgozása eredményeként nyernek. Érdemes megemlíteni, hogy háromféle bioüzemanyag van:
Ezenkívül az ilyen tüzelőanyag különböző biológiai nyersanyagokból, például trágyából, szalmából, kukoricából és így tovább.
1.1. Szilárd bioüzemanyag
A szilárd bioüzemanyag a leggyakrabban használt az emberi életben. A szilárd bioüzemanyag legfényesebb és legismertebb példája természetesen tűzifa, amelyet a fűtés és a főzés óta idők óta használnak.
Mindazonáltal eddig más típusú szilárd bioüzemanyag is létezik. Például faapríték és pirula. Fűrészpor, fűrészpor, fakéreg, szalma és más mezőgazdasági hulladékokból készülnek, mint például:
- Napraforgó héj;
- Nutshells;
- Trágya és így tovább.
Az ilyen hulladékokat préselik és henger alakú szemcsék formájában, amelyek hossza 10-30 mm, átmérője pedig 6-10 mm. A fűrészporból és más mezőgazdasági hulladékokból származó bioüzemanyagot leggyakrabban lakóházak fűtésére használják. Ugyanakkor a hulladékfeldolgozás lehetővé teszi az erdők megőrzését, a bioüzemanyag elégetésénél fogva, és a szenetől eltérően, nem kerülnek káros anyagok, amelyek szennyezik a környezetet.
1.1.1. Pellet, szilárd bioüzemanyag
Oroszországban a pelletek már évek óta méltó alternatívát jelentenek a hagyományos tüzelőanyag-típusokhoz. Sikeresen cserélik ki a dízelüzemanyagot, a szenet és a tűzifát, míg a dízel üzemanyaggal és a szénmel ellentétben a pelletek égési ideje alatt nem káros anyagokat bocsátanak ki és gyakorlatilag nem dohányoznak. Ezenkívül ez a fajta tüzelőanyag több hőt termel, mint a hagyományos tűzifa, ezért a pelleteket nemcsak a magánházak melegítésére használják, hanem az iparban is.
A pellet egyetlen versenytársa a gáz, amelyet a csővezetéken táplálnak. Vége, ha figyelembe vesszük csak a nyersanyagok költségeit, akkor a gázfűtés 3-4-szer olcsóbb. Ha azonban figyelembe vesszük a gázkészülékek új csatlakozásának költségét (projekt jóváhagyás, gázszolgálati engedély stb.), A pellet is nyer.
Mi a pellet? Ez egy szilárd fajta bioüzemanyag, amely kis henger alakú granulátum. Ők, mint bármely más szilárd bioüzemanyag, mezőgazdasági hulladékból (szalma, fűrészpor, kéreg, diófélék és így tovább) készülnek. Megjegyzendő, hogy az ilyen üzemanyagot külföldön széles körben használják az automatizált kazánházakban, mind a hazai, mind az ipari üzemekben. Sok szempontból a pelletek ilyen népszerűsége alacsony költségek miatt érkezett. Ugyanakkor nem rosszabbak a szén és más típusú hőt kibocsátó üzemanyagok esetében.
Egy pellet pellet mérete 6-8 mm átmérőjű és 570 mm hosszú. Azonban vannak pelletek, amelyek mérete meghaladja a fent említetteket. Például Novoszibirszkben 10 mm átmérőjű pelleteket állítanak elő.
Oroszországban az ilyen típusú bioüzemanyagok előállításához nyersanyagként használt tűlevelű fajták (maradványok a tűlevelű fák feldolgozásából). De ugyanakkor érdemes megjegyezni, hogy a keményfa feldolgozásából származó hulladékból készült pelletek a legmagasabb minőséget élvezik. Természetesen magasabb szintű modern berendezésre van szükség az ilyen üzemanyag előállításához.
1.2. Folyékony bioüzemanyag
A folyékony bioüzemanyagot általában autókban használják. Ehhez lehetséges:
- Bioetanol (kiváló alternatíva a benzinhez, bár az utóbbiaknál kisebb az energia sűrűsége);
- biometanolt;
- Biobutanol - úgy néz ki, mint egy színtelen folyadék;
- A dimetil-éter - szénből, földgázból vagy biomasszából készül;
- Dízel bioüzemanyag (biodízel);
- A második generációs bioüzemanyagot a biomassza pirolízisével állítják elő.
1.2.1. Dízel bioüzemanyag
A biodízel különböző növényi olajokból készül. Az ilyen üzemanyag kinyerése növényi olajból először szükséges az utóbbi viszkozitásának csökkentése. Ez történik az alkohol segítségével. Ismeretes, hogy minden olaj trigliceridből áll, ami azt jelenti, hogy az olaj összetétele glicerint tartalmaz. Ez a glicerin teszi viszkozitva a vajat.
A glicerin eltávolítása (semlegesítése) során az olajat átészterezésnek vetik alá - glicerin eltávolítása alkohollal. Ennek eredményeképpen tiszta biológiai dízel üzemanyagot kapunk. A kapott folyadéknak a méz színe van, és nem tartalmazhat szennyeződéseket. Ha a folyadék, még egy kicsit zavaros is, akkor azt jelenti, hogy benne víz van. A fűtés során eltávolítható.
Érdemes megemlíteni, hogy rendkívül ajánlott, hogy ne tárolja a dízel bioüzemanyagot több mint három hónapig, mivel elbomlik és elveszíti tulajdonságait.
1.2.2. Bioüzemanyag szalmából
Újabban a hollandiai tudósok kifejlesztettek egy másik fajta folyékony bioüzemanyagot, amelyet autóban lehet használni. Szalmából készült.
Az ilyen tüzelőanyag-szalma gyártásának technológiája szerint bizonyos hőmérsékleten melegítik, majd speciális enzimeket adnak hozzá. Ez lehetővé teszi cukrok előállítását. A következő lépés az, hogy a baktériumok segítségével a képződött cukrok etanolból kerülnek feldolgozásra, amelyet ezután az üzemanyagként fel lehet használni.
A szalmából előállított bioüzemanyag gazdaságos. A feldolgozott szalmának körülbelül egyharmadát hulladéknak küldik, amely elégetett. Égéskor elegendő energiát (hőmérsékletet) bocsátanak ki ahhoz, hogy a cukrot a szalma maradék kétharmadjából kivonják. Továbbá, amikor szalmát égetünk, több energiát generálunk, mint ami a cukrok kialakulásához szükséges. Ez az energia más célokra is felhasználható.
A tudósok azt állítják, hogy a bemutatott technológia szerint 5 tonna szalma feldolgozása után bioüzemanyagokat gyártanak az autók számára, ami elegendő egy teljes év vezetésére.
1.2.3. Biofűtőanyag a nemi erőszakról
A repce a legígéretesebb nyersanyag, amelyet a bioüzemanyag-előállításhoz használnak. Meg kell jegyezni, hogy ma már a biodízel 80% -a nemi erőből készült.
A repcemagból készült bio-dízel üzemanyag előállításának technológiája az, hogy a nyersanyagok (vagyis a repcemag) egy speciális eszközbe kerülnek. Itt az olaj elkülönül a repcemagból, amelyet később a takarmányiparban használnak. A kapott olajat a következő kezeléshez az észterező üzembe tápláljuk. Az észterezés során a glicerint eltávolítják a repceolajból. Ehhez metanolt és egy kevés lúgos katalizátort adunk az olajhoz.
A teljes észterezési folyamatot speciális oszlopokban végezzük. A kémiai reakció eredményeként metil-észtert kapunk, amelyet jó gyúlékonyság jellemez. Érdemes megemlíteni, hogy az ilyen biodízel magasabb cetánszámmal rendelkezik, mint az olajból nyert hagyományos dízelolaj (56-58 vs. 50-52).
1.3. Gáznemű bioüzemanyag
Az ilyen típusú üzemanyag:
Ezeket a fajta bioüzemanyagokat a biomassza erjesztése eredményeként kapják meg. A biogáz kibocsátásának folyamata az, hogy a biomassza metánt és széndioxidot tartalmaz. Így ha a biomassza különleges baktériumoknak (metanogéneknek) van kitéve, akkor a bomlás megtörténik.
2.1.1. A trágyából származó bioüzemanyag
Hosszú ideig a mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladékok kizárólag a műtrágyák előállítására használatosak, de ma ugyanazok a hulladéktermékek lehetővé teszik a bioüzemanyagok előállítását. Az üzemanyag előállításához nyersanyagként állati és madarak trágyát, valamint söröket, hulladékvágást, alkohol utáni bort, szennyvizet, cukorrépaport és így tovább használhatók.
Az ilyen hulladékok feldolgozásának eredményeképpen gáz-halmazállapotú bioüzemanyag keletkezik, amely az erjedés eredményeképpen jön létre. Az így létrejövő biogáz felhasználható villamos energia előállítására vagy kazánházakban, lakóházak fűtésére. Ezenkívül az ilyen üzemanyagot autókban használják.
Érdemes azonban megemlíteni, hogy a bioüzemanyag előállításához autókra a biogázt az erjedésből tisztítani kell a CO2-ből, majd metángá alakul.
2.2. Második generációs bioüzemanyagok
A második generációs bioüzemanyag egy olyan típusú üzemanyag, amelyet nem élelmiszer-megújuló nyersanyagokból állítanak elő, ellentétben az etanollal, a metanollal, a biodízellel és így tovább. A második generációs bioüzemanyagok, szalma, alga, fűrészpor és bármely más biomassza előállításához nyersanyagként lehet felhasználni.
Az ilyen típusú tüzelőanyagok hatalmas pluszja, hogy olyan termékekből készül, amelyek mindig rendelkezésre állnak, és folyamatosan megújulnak. Számos tudós szerint a második generációs bioüzemanyag képes megoldani az energiaválságot.
2.2.1. Bioüzemanyag az algákból
A mai napig a tudósok kifejlesztettek egy speciális technológiát a második generációs algákból származó bioüzemanyagok előállítására. Ennek a technológiának a jövőbeni fejlesztése valódi forradalmat fog kifejteni a bioüzemanyag-világban, hiszen a főbb nyersanyagok (algák) nem igényelnek külön gondosságot, és nem igényelnek műtrágyákat (a víz és a napfény szükséges a növekedéshez). Továbbá minden vízben (piszkos, tiszta, sós és friss) nő. Az algák segíthetnek a szennyvízcsatorna tisztításában is.
Az algákból származó bioüzemanyagok előállításának egy másik pozitív aspektusa az, hogy az utóbbi egyszerű kémiai elemekből áll, amelyek könnyen feldolgozhatók és szétválaszthatók. Így az elönyöknek köszönhetöen az algákból származó bioüzemanyag-termelés technológiája a legnagyobb potenciállal bír.