Жидкое и твердое биотопливо

Вопросы биоэнергетики становятся все более популярными, об этом можно судить по росту статей в профильных журналах, количеству конференций и круглых столов, посвященных данной теме. Однако в России чаще всего говорят о твердом биотопливе, как источнике энергии, то есть о превращении биомассы в топливные гранулы, брикеты, уголь и т.п. Вместе с тем биоэнергетика включает в себя и получение биогаза и жидкого моторного биотоплива.

В мире существует три лидера по использованию жидкого моторного биотоплива: Бразилия, США и Европейский Союз. И каждый имеет свои мотивы перевода транспорта с бензина на биодизель или биоэтанол. Бразилия использует этанол из сахарного тростника, чтобы не зависеть от импорта нефти. В США распространяется этанол из маиса (кукурузы), для того чтобы поддержать местное сельское хозяйство, с одной стороны, а с другой – улучшить состояние окружающей среды. Европейский Союз, внедряя новые биотопливные технологии, преследует сразу несколько целей: ликвидация зависимости от импорта нефти, предотвращение глобального потепления климата, а также развитие сельского хозяйства.

Моторное биотопливо можно получать практически из любых растений: пшеницы, сахарной свеклы, рапса, древесины и даже отходов деревообработки. Биотопливо может быть разделено на углеводородное топливо, бензин, дизельное топливо и химические побочные продукты.

Большинство исследований по созданию моторного топлива из биомассы направлено на получение этанола из сахарного тростника, зерна и сахарной свеклы, а также рапсового метилового эфира из семян рапса. При урожайности семян рапса 3 т с 1 гектара можно получить 1 тонну моторного топлива и 2 тонны высококачественных кормов. Свойства моторного топлива, получаемого из семян рапса, близки к дизельному топливу, однако вредные выбросы при использовании биодизельного топлива значительно снижены. Другой перспективной технологией производства моторного топлива является быстрый пиролиз с выходом топлива 80% по массе исходного растительного сырья. Это топливо имеет теплотворную способность 50% от дизельного топлива, оно может сохраняться, транспортироваться и использоваться в печах, паровых котлах и газовых турбинных установках.

В последнее время начали бурно обсуждать новый вид биотоплива: BtL (Biomass-to-Liquid). BtL производят из древесины и отходов деревообработки (промежуточный продукт: биогаз). Преимущество этого вида топлива перед биоэтанолом и биодизелем состоит в том, что, в отличие от упомянутых продуктов, при производстве BtL древесина полностью перерабатывается. В то же самое время BtL может производиться из любого вида биомассы, к тому же, по заявлению производителей этого топлива, для перевода автомобилей на него не требуется модификация современных двигателей.

По оценке немецких ученых, если BtL займет 20% рынка ЕС, то в Европе можно уменьшить выбросы СО₂ на 200 млн тонн. С другой стороны, в Германии, например, наиболее популярным видом биотоплива остается пока биодизель. В 2004 году немцы произвели 1,1 млн тонн биодизеля (в основном из рапса). Для сравнения, потребление обычного дизеля в этой стране составляет 30 млн тонн в год.

Твердое биологическое топливо, которое широко применяют альтернативные источники отопления, производится практически из тех же продуктов, что и биотопливо жидкого типа. Твердое биотопливо в сельском хозяйстве имеет такую же широкую сферу использования, как и жидкое топливо. Твердое биологическое топливо можно получить из большинства продуктов, имеют органическое происхождение. Самая большая трудность, которая встает перед производителями биотоплива твердого типа, – это расщепление целлюлозы. Наиболее популярными формами биологического топлива для того чтобы его использовали альтернативные системы отопления, являются такие, как гранулы, брикеты, пеллеты. Главными преимуществами такого продукта являются его хорошие показатели себестоимости и безопасность с экологической точки зрения.