Топливо из грибов

Опубликовал История и Факты
26-02-2019, 12:33
173
0

Экологи, просчитав все выбросы СО2 и других парниковых газов, произведенных во время выращивания биотоплива, считают переход малоцелесообразным.

Ранее сообщалось, что инвестор из Китая планирует построить в Дальневосточном федеральном округе (ДФО) пять заводов по производству биотоплива из лесных отходов.

"Конечно, такие системы получены не впервые, однако тщательная оптимизация состава позволила получить столь активный и селективный катализатор. Чаще всего необходимо применить два катализатора и провести два процесса для получения конечного продукта, наш же способ – одностадийный, то есть, более простой и требующий меньше затрат", — рассказывает Альберт Куликов, химик из Московского государственного университета.

За последние годы ученые и инженеры создали несколько технологий производства биотоплива, некоторые из которых сегодня применяются на практике. Как правило, сырьем для их производства служат соя, рапс и многие другие быстрорастущие злаки, чья биомасса ферментируется при помощи химикатов или бактерий и трансформируется в этанол и другие виды спиртов.

Куликов и его коллеги создали катализатор, который позволяет использовать биологическое сырье, лишенное многих из этих недостатков – обычные грибы. Для их выращивания не нужны специальные поля, солнце и другие вещи, которые могут влиять на климат. Вдобавок, дрожжи и прочие одноклеточные грибки растут гораздо быстрее, чем это делают растения, и требуют для этого лишь сахар и некоторые другие нутриенты.

 

Большая часть биомассы грибов, как отмечают ученые, приходится на так называемые триглицериды, эфиры жирных кислот и глицерина, из которых состоят все запасы жира в теле человека и животных, а также в стеблях растений.

Российские химики выяснили, как можно "напрямую" превратить эти жирные кислоты и глицерин в углеводороды, похожие по структуре на компоненты дизельного топлива, экспериментируя с катализаторами на базе соединений алюминия, кремния, платины и палладия.

Пористые конструкции из этих элементов, как обнаружили ученые, могут заставлять триглицериды распадаться на части и превращаться в "ветвистые" молекулы углеводородов, если нагреть их до температуры в 300-400 градусов и пропустить через них грибную или растительную биомассу.

У подобного биотоплива, как отмечают Куликов и коллеги, есть масса преимуществ по сравнению с классическим "биодизелем", состоящим из простых эфиров масляных кислот. Их детище гораздо более стабильно с химической точки зрения и может дольше храниться, а также оно ближе по свойствам к "обычным" нефтепродуктам, что упрощает разработку и эксплуатацию автомобилей и двигательных установок.

 

Работу этой установки ученые проверили не только на грибах, но и на подсолнечном и рапсовом масле. Во всех этих случаях примерно 80% сырья превратилось в жидкие углеводороды, чего достаточно для того, чтобы производство биотоплива было выгодным с экономической точки зрения.

Кстати говоря

Биоэтанол — самое распространённое биотопливо из тех, что производятся промышленным способом. Ежегодно в мире выпускается свыше 70 миллионов тонн этого горючего на растительной основе, и объёмы его производства каждый год увеличиваются. Чаще всего биоэтанол применяют в качестве компонента различных моторных масел. В Америке сегодня вырабатывается порядка трети бензина с содержанием биоэтанола. Его применение значительно снижает уровень токсичности выхлопных газов.

Биодизель, с биологической точки зрения, безвредное топливо. Специалисты считают, что его можно было бы активнее использовать в качестве горючего для морских и речных судов — попадая в воду, биодизель не наносит ущерба для флоры и фауны океанов, морей и рек. Топливо в этой среде практически полностью распадается (за месяц до 99%) — налицо минимизация загрязнения водных ресурсов Земли.

Во многих странах (например, в США и Бразилии) производство биоэтанола поощряется национальными программами, также такие субъекты экономики субсидируются и пользуются налоговыми льготами. В Америке постепенно отходят от производства биоэтанола из зернового сырья, делая упор на целлюлозосодержащие источники (древесину).

 

Сахар или крахмал являются основой для производства бутилового спирта (бутанола) первого поколения. Целлюлозу растений в качестве сырья используют для изготовления биобутанола второго поколения. В основном биобутанол сегодня используют как промышленный растворитель. Большую его часть производит Америка (свыше 200 миллионов галлонов из 350-миллионного объёма мирового рынка).

Некоторое время назад исследователи свойств биотоплива установили, что биобутанол был бы более эффективным в использовании в качестве компонента моторных масел, нежели биоэтанол, — у этого горючего низкое давление паров и поэтому оно без проблем смешивается с бензином. Биобутанол более транспортабелен — его можно поставлять, используя трубопроводы, тогда как для перемещения биоэтанола требуются специальные цистерны либо речные (морские) танкеры. Проблема в больших энергозатратах при производстве биобутанола. Но специалисты уже провели ряд успешных экспериментов, позволивших значительно увеличить выход горючего в производственном процессе.

 

Биодизель в Германии дешевле солярки

Исходный компонент другого вида биотоплива — биодизеля — масла рапса, сои, пальмы, подсолнечника, льна и других масличных растений. Современные западные учёные разрабатывают технологии производства биодизеля с использованием генномодифицированных организмов, а также водорослей. Страны Евросоюза считают биодизель основным возобновляемым жидким биотопливом. По прогнозам аналитиков, мировые объёмы его производства к 2020 году при сохраняющихся темпах составят 100 миллионов тонн в год. Европейский лидер по выпуску биодизеля — Германия, на долю этой страны приходится до 5 миллионов тонн топлива ежегодно. И биотопливо у немцев дешевле солярки: его производство субсидирует федеральный бюджет.

 

В США биодизель изготавливают в основном из соевого масла. На долю сои как сырья приходится около трети мирового объёма производства биодизеля, остальное — рапсовое и пальмовое масла. Идёт постоянный процесс по поиску более дешёвого сырья — для изготовления биодизеля уже также используют ятрофу, рыжик, клещевину… А вот так называемая бионефть представляет собой растительное топливо и содержит спирты и другие компоненты, но не углеводороды, поэтому название «бионефть» достаточно условно. Вещество получают путём безкислородного нагревания сырья (это может быть древесная щепа или мелассная барда — отходы сахароварения).

 

В перспективе использование в качестве сырья для производства бионефти разного рода бытовых отходов, на выходе дающих продукт, по своим свойствам не уступающий настоящей, природной нефти. Над подобным проектом, в частности, сегодня активно работает Министерство энергетики США.

 

В качестве сырья — любая биомасса

Как моторное топливо растительные масла в мире используют уже давно. Чаще всего в ход идёт рапсовое масло — эта культура самая продуктивная. На втором месте из растительных масел по частоте использования — подсолнечное масло, на третьем — соевое. Новый перспективный сырьевой источник — водоросли: в них содержится до 40% масел от общей массы, и они более продуктивны, нежели «земные» растения.

 

Мировой лидер по использованию растительных масел (чаще из рапса) как моторного топлива — Германия. Американцы предпочитают применять в качестве биотоплива соевое масло. Растительные масла энергетически плотнее спиртов, но более вязкие, в связи с чем их лучше смешивать с дизтопливом. Такая смесь называется биодит.

Biofuel-to-Liquid (BTL) считается инновационной, самой современной и наиболее перспективной технологией, при помощи которой производят жидкое биотопливо. BTL стали применять только в начале XXI века, в её разработке приняли участие такие концерны, как «Шелл», «Даймлер», «Фольксваген».

 В качестве сырья можно брать практически любую твёрдую биомассу — древесную щепу, солому, отходы агропромышленного комплекса… В процессе производства биотоплива подобным способом применяется низкотемпературный пиролиз (безкислородное нагревание). Получаемая в результате этой и следующих за ней операций жидкость, по оценкам специалистов, в будущем может полностью заменить горючее, на котором сегодня ездят современные автомобили. Это доказывают опыты, проведённые в концерне «Фольксваген».

У нового топлива в сравнении с бензином наполовину меньше выбросов в атмосферу. Правда, пока производство BTL обходится дороже, чем выпуск дизельного топлива. Но учёные убеждены, что это проблема временная — достаточно только усовершенствовать технологию.

Комментарии к новости
Добавить комментарий
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Реклама
Архив
«    Май 2019    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031 
Опрос
Часто вы здесь бываете?

Статистика
Реклама
ТОП Комментарии
Наталья Каракаш
 Все верно- родители  выставляют фото своих деток чтобы поделиться ими с друзьями. Но социальные сети - это не то место
Наталья Князева
Кстати, я тоже не раз испытывала дежавю. Правда это происходило, когда я оказывалась в определённое время, в
Валентина Забазнова
Мой дедушка рассказывал,что практически немедленной казни , подвергались офицеры и солдаты карательных формирования.
Александр Минякин
Александр пишет:
Переоценивают свои силы и возможности в основном в молодости. С одной стороны это понятно, у человека ничего не болит,
Реклама
Реклама