Рано чи пізно невідновлювані корисні копалини, які зараз використовуються в якості палива, будуть повністю вичерпані. Тому вже зараз по всьому світу впроваджуються різні технології, що використовують біопаливо. Воно може замінити традиційні джерела енергії в більшості сфер людської діяльності, а для його отримання досить переробити особливим чином відходи сільського господарства.
Загальні положення Основні поняття Почнемо з визначення того, що таке біопаливо. Розглянутий вид енергоносія є повністю органічним і за наявності відповідного обладнання може використовуватися для опалення житлових будинків, заправки автомобілів, харчування промислових установок і так далі.
Газоподібне, рідке або тверде біопаливо може проводитися з різних сільськогосподарських рослин (наприклад, з ріпаку), а також продуктів життєдіяльності тварин і людини (біопаливо з гною). Тобто, сировиною для його виготовлення служать, як правило, ті продукти, які раніше відправлялися на звалище. Крім того, до переваг розглянутого типу енергоносіїв можна віднести їх екологічність. При згорянні виділяється набагато менше шкідливих речовин, що впливають на стан навколишнього природного середовища. Це вигідно відрізняє котли на біопаливі від опалювального обладнання на солярці або газі, які славляться своїми канцерогенними вихлопами.
Але біологічне паливо має і суттєві недоліки: • низька теплоємність - рідке біопаливо, згораючи в теплообміннику, виділяє меншу кількість тепла, ніж аналогічний обсяг бензину або дизельного палива; • висока собівартість виробництва - сучасні технології ще не дозволяють виробляти біопаливо - рідке, тверде або газоподібне - в промислових масштабах, тому його ціна трохи вища, ніж традиційних енергоносіїв; • сильні корозійні властивості - рослинні масла і тваринні жири, що входять до складу органічних енергоносіїв, роблять сильний руйнівний вплив на механізми, що ускладнює їх використання в двигунах внутрішнього згоряння та інших подібних системах.
В даний час отримання біопалива з менш агресивними властивостями і дешевшими способами є одним з пріоритетних напрямків наукових досліджень вчених усього світу. Величезний прогрес у цій галузі дозволяє з упевненістю говорити, що від більшості недоліків цього виду енергоносіїв можна буде позбутися найближчим часом. Вже зараз широко використовується біопаливо для теплиць і інших агротехнічних споруд. Газ, отриманий в результаті переробки гною, або пелети застосовуються для створення комфортного мікроклімату, в якому виростають різні сільськогосподарські культури.
Зверніть увагу! На відміну від природної нафти і газу, які видобуваються тільки в місцях їх залягання, біопаливні установки не прив'язані до родовищ і можуть бути встановлені в будь-якій точці нашої країни. Покоління біопалива Ще на зорі досліджень, пов'язаних з розробкою енергоносіїв з відходів сільського господарства, вчені висловлювали побоювання, що в майбутньому, коли біологічне паливо отримає широке розповсюдження, можуть виникнути продовольчі проблеми. Це можливо, якщо сільськогосподарські культури (кукурудза, ріпак, кукурудзу) використовуватимуться не за прямим призначенням, а для перегонки в паливо.
Щоб уникнути цього, вчені шукали інші біопаливні джерела енергії. В результаті їх досліджень з'явилося біопаливо другого покоління і більш нові його різновиди. До них відносяться речовини, одержувані не з самих рослин, а з їхніх відходів: листя, лушпиння, кореневищ і так далі. Яскравим представником цього різновиду теплоносія є біопаливо з тирси і гною - газ, що складається з метану і вуглекислоти, який у побуті носить назву «каналізаційного». За складом він абсолютно ідентичний природному ископаемому метану. Після того як з нього будуть видалені непотрібні елементи, він може використовуватися з метою отримання етанолу для печей, що опалюють ті чи інші споруди.
Найбільш інноваційне біопаливо - презентація якого проходила не так давно - виробляється з водоростей. Ці підводні рослини можуть вирощуватися у водоймах, які не підходять для сільськогосподарських потреб. Більш того, їх можна культивувати в так званих фітобіореакторах. У міру розвитку ці організми утворюють молекулярні структури, що нагадують за своєю будовою структуру нафти. Біопаливо з водоростей - найбільш перспективна розробка, однак, до її практичного застосування ще дуже далеко.
Зверніть увагу! До позитивних моментів використання водоростей можна віднести і те, що в процесі своєї життєдіяльності вони поглинають вуглекислоту, зменшуючи обсяг парникового газу в атмосфері нашої планети. Різновиди біопалива Біопаливні джерела енергії, незважаючи на перераховані в попередніх розділах недоліки в складі і технології виробництва, використовуються вже зараз. У деяких областях людської діяльності вони замінюють електрику. Існують навіть цілі котельні на біопаливі, за допомогою яких здійснюється обігрів житлових будівель, приміщень комерційного та виробничого призначення.
Зараз найбільш широко поширені такі види біопалива: • рідке; • тверде. Зупинимося на розгляді кожного з них більш докладно.
Рідке Однією з найбільш придатних для виробництва біологічного палива сільськогосподарських культур є ріпак. Виготовлення енергоносія відбувається за такою схемою: • зібраний ріпак проходить тонку очищення, в результаті якої з нього віддаляється сміття, грунт та інші сторонні елементи; • після цього рослинна сировина подрібнюється і віджимається до отримання макухи; • далі відбувається етерифікація ріпакової олії - за допомогою спеціальних кислот і спиртів з цієї речовини добуваються летючі ефіри; • в кінці здійснюється очищення отриманого біодизельного палива від непотрібних домішок масла.
Рада! Отриману речовину підходить для самостійного застосування, а також може використовуватися як добавка для дизеля, що дозволяє знизити шкідливі викиди в атмосферу. Крім того, широко поширене біопаливо Е-95, яке замінює традиційний бензин. Цей вид енергоносія складається з етилового спирту з добавками, що знижують корозійне вплив на металеві та гумові частини двигунів внутрішнього згоряння, встановлені в автомобілях.
Переваги біологічного бензину полягають у наступному: • вартість цього виду палива нижче традиційного; • при його використанні збільшується термін експлуатації масла і фільтруючих елементів; • згоряння біопалива не призводить до утворення на свічках запалювання нальоту, що перешкоджає проходженню іскри; • двигун внутрішнього згоряння, що працює на Біобензин, не виділяє в атмосферу шкідливі речовини; • етанол гірше запалюється і не вибухає під час дорожньо-транспортних пригод; • органічний бензин детонує при меншій температурі, тому двигун автомобіля не перегрівається в теплу пору року.
Незважаючи на перераховані вище плюси, рідке біологічне паливо має кілька недоліків, що перешкоджають його широкому впровадженню в господарську діяльність: 1. При використанні органічного бензину двигуни внутрішнього згоряння та інше обладнання швидко виходить з ладу, так як речовини, що входять до складу природного енергоносія, викликають корозію і псують гумові прокладки агрегатів. Ефективних способів боротьби з цим явищем поки не знайдено. 2. Для повної заміни викопного палива на біологічне необхідно значно розширити площі сільськогосподарських угідь, що в даний час неможливо. Крім того, площа землі, придатної для вирощування рослин, обмежена. Рішенням проблеми може служити паливо третього покоління, роботи над розробкою якого ще не завершені.
Тверде Крім рідкого біопалива, заслужене визнання серед споживачів по всьому світу отримали тверді органічні енергоносії. Їх особливості полягають у наступному: 1. Виготовляються з різної сировини біологічного походження. Це можуть бути як органічні відходи життєдіяльності людини і тварин, так і частини різних рослин. 2. Суть технологічного процесу виробництва твердого біопалива полягає в ефективному використанні тих чи інших способів розщеплення целюлози. В даний час проводиться безліч досліджень, метою яких є повторення природних процесів розщеплення, що відбуваються в травному тракті живих організмів.
3. Для виготовлення твердого органічного палива використовується так звана біологічна маса, що має певну консистенцію і пропорції. Готовий продукт виходить шляхом видалення з сировини вологи і подальшого пресування. Найчастіше твердий енергоносій поставляється в наступних формах: • брикетах; • пеллетах; • гранулах.
Самостійне виробництво біологічного палива Необхідну сировину Біопаливо своїми руками виготовити досить просто. Для цього необхідна велика кількість гною і не дуже складне устаткування, яке можна замовити в спеціалізованих фірмах. Витрати, які ви понесете на початковому етапі, окупляться протягом кількох наступних років. А котельня на біопаливі, обігріває не лише агротехнічні та тваринницькі приміщення, а й житловий будинок, дозволить істотно заощадити на оплаті комунальних послуг.
Найбільш підходящим з енергетичної точки зору є кінський гній. Однак не кожне фермерське господарство займається розведенням цих тварин, тому в установках з виробництва біогазу можуть використовуватися відходи життєдіяльності інших тварин. У технологічному процесі можуть застосовуватися такі органічні суміші: • відходи життєдіяльності коней, змішані з торфом або соломою; • гній, перемішаний із стеблами, що залишилися після переробки льону; • гній, змішаний з органічними відходами людської життєдіяльності; • коров'ячий послід, змішаний з кінським у співвідношенні 50/50; • відходи життєдіяльності корів, змішані з тирсою; • гній коней, перемішаний з опалим листям дерев.
Перед тим як зробити біогаз, сировину необхідно помістити в герметичний бункер, де воно буде піддано процедурі бродіння протягом тривалого проміжку часу. Після цього зайва рідина з біологічної суміші випаровується, а утворений биометан використовується для задоволення тих чи інших господарських потреб.
Саморобна біопаливна установка Наступна інструкція розповідає про технологію самостійного виготовлення агрегату, який може використовуватися для виробництва біологічного палива. Необхідно виконати наступне: 1. Насамперед, вирити котлован потрібного вам розміру (залежить від кількості наявної сировини). 2. Стіни ями бажано зміцнити бетонними кільцями. Це запобіжить осипання ґрунту. Стики слід ретельно герметизувати бетонним розчином з додаванням пластифікаторів, що виключають появу протікання, через які може зникнути виробляється біогаз.
3. Зверху конструкція герметично накривається куполом, в якому проробляються отвори і встановлюються трубопроводи, необхідні для подачі газу до споживачів. 4. Щоб збільшити ефективність установки, в резервуарі можна змонтувати нагрівачі у вигляді змійовиків, що працюють від електрики. Зверніть увагу! Для використання органічного газу необхідно модернізувати опалювальне обладнання або реконструювати пальника так, щоб в камеру згоряння надходило більшу кількість кисню.
Процес отримання біологічного палива полягає в наступному: • в резервуар закладається органічна сировина (детально його складу розглянуто в попередньому розділі); • також туди необхідно долити воду, збільшивши вологість органіки до 70%; • після цього слід включити нагрівальний елемент і збільшити температуру гною до 35 градусів; • після початку бродіння температура суміші підвищитися ще більше, в результаті чого почне газ, який і використовується для живлення тих чи інших споживачів.
Органічне паливо для камінів Крім біогазу та органічного бензину, використання яких ще не сильно поширене, відчути всі принади застосування біопалива можна вже зараз. Мова йде про рідини Planica fanola, яка спеціально розроблена для використання в біокамінах і може застосовуватися без облаштування димаря і спеціальної вентиляції. Згораючи, цей вид палива не утворює гару і диму, а також не виділяє шкідливих речовин, які можуть заподіяти шкоди організму людини. Один літр рідини, підпалений в спеціальній ємності, яка встановлюється в каміні для біопалива, може горіти протягом як мінімум 6 годин з виділенням тепла, потужність якого дорівнює 3 кВт енергії. Це майже в два рази більше, ніж більш поширені, але менш екологічні дрова.
Висновок Біологічне паливо - одна з перспективних розробок, всі переваги якої будуть гідно оцінені в майбутньому. Однак це не заважає вам використовувати самостійно виготовлене біопаливо для парника або лазні. Більш докладно про це ви можете дізнатися з відео, представленого вашій увазі нижче.
