Биодизель
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Биодизель — топливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации. Биодизелем именуется как само топливо (преимущественно смесь эфиров жирных кислот), так и Программа развития биотоплив.
[править] Технология производства
Растительное масло переэтерифицируется метанолом, реже или этанолом или изопропиловым спиртом(приблизительно так 1 т масла + 100 кг метанола + гидроксид калия или натрия) при температуре 60 градусов Цельсия и нормальном давлении.
Очень важно! Для получения качественного продукта необходимо выдержать ряд требований:
- После прохождения реакции переэтерификации содержание метиловых эфиров должно быть выше 96 %.
- Использовать метиловые эфиры в качестве топлива для дизельной техники без предварительной очистки от продуктов омыления и остаточного метанола — крайне вредно. Мыло засорит фильтр, а остаточный метанол уничтожит поршневую группу и клапана двигателя. При этом необходимо знать, что сепарация и центрифугирование недостаточно, только вода или сорбент, а лучше и то, и другое.
- Хранить биодизель более 3 месяцев не рекомендуется — разлагается.
Блок-схема производства биодизеля
[править] Применение
Применяется на автотранспорте в виде различных смесей с дизельным топливом. Смесь дизельного топлива с биодизелем обозначается буквой B; цифра при букве означает процентное содержание биодизеля. В2 — 2 % биодизеля, 98 % дизельного топлива. В100 — 100 % биодизеля.
Применение смесей не требует внесения изменений в двигатель.
[править] Сырьё для производства
Сырьём для производства биодизеля служат жирные, реже — эфирные масла различных растений или водорослей.
Канада — канола (разновидность рапса);
Индонезия, Филиппины — пальмовое масло;
Индия — ятрофа (Jatropha);
Бразилия — касторовое масло.
Также применяется отработанное растительное масло, рыбий жир и т. д.
Производство масла из различного сырья с одного гектара земли
| Сырьё | кг масла/га | литров масла/га |
|---|---|---|
| кукуруза | 145 | 172 |
| кешью | 148 | 176 |
| овёс | 183 | 217 |
| люпин | 195 | 232 |
| календула | 256 | 305 |
| хлопок | 273 | 325 |
| конопля | 305 | 363 |
| соя | 375 | 446 |
| кофе | 386 | 459 |
| лён | 402 | 478 |
| лесной орех | 405 | 482 |
| семена тыквы | 449 | 534 |
| кориандр | 450 | 536 |
| семена горчицы | 481 | 572 |
| Рыжик (растение) | 490 | 583 |
| кунжут | 585 | 696 |
| Сафлор красильный | 655 | 779 |
| рис | 696 | 828 |
| подсолнечник | 800 | 952 |
| какао | 863 | 1026 |
| арахис | 890 | 1059 |
| мак | 978 | 1163 |
| рапс | 1000 | 1190 |
| олива | 1019 | 1212 |
| кастор | 1188 | 1413 |
| пекан | 1505 | 1791 |
| жожоба | 1528 | 1818 |
| ятрофа | 1590 | 1892 |
| макадамиа (орех) | 1887 | 2246 |
| Бразильский орех | 2010 | 2392 |
| авокадо | 2217 | 2638 |
| кокос | 2260 | 2689 |
| пальмовое масло | 5000 | 5950 |
| водоросли | 95000 |
Данные The Global Petroleum Club
[править] Производство биодизеля
| Страна | 2006 г., тыс.тонн | 2005 г., тыс.тонн | 2004 г., тыс.тонн |
|---|---|---|---|
| Австрия | 134 | 85 | 57 |
| Бельгия | 85 | 1 | - |
| Кипр | 2 | 1 | - |
| Чехия | 203 | 133 | 60 |
| Дания | 81 | 71 | 70 |
| Эстония | 20 | 7 | - |
| Франция | 775 | 492 | 348 |
| Германия | 2681 | 1669 | 1035 |
| Греция | 75 | 3 | - |
| Венгрия | 12 | - | - |
| Италия | 857 | 396 | 320 |
| Великобритания | 445 | 51 | 9 |
| Латвия | 8 | 5 | - |
| Литва | 10 | 7 | 5 |
| Мальта | 3 | 2 | - |
| Польша | 150 | 100 | - |
| Португалия | 146 | 1 | - |
| Словакия | 89 | 78 | 15 |
| Словения | 17 | 8 | - |
| Испания | 224 | 73 | 13 |
| Швеция | 52 | 1 | 1,4 |
| Всего по странам Евросоюза | 6069 | 3184 | 1933,4 |
| Страна | 2006 г., млн.литров | 2005 г., млн.литров | 2004 г., млн.литров |
| США | 2200 | 283,5 | 94,5 |
из расчёта 330 рабочих дней, по данным на 1 июля 2006 г.
Европейский совет по биодизелю (EBB) заявил, что в 2004 г. рост производства биодизеля в ЕС составил 35 % по сравнению с показателем 2003 г. Около 80 % европейского биодизеля было произведено из рапсового масла, при этом примерно треть урожая рапса в 2004 г. было использовано именно для производства биотоплива.
Всего в Евросоюзе (2004 год) построено 40 заводов. Начало производство биодизеля — 1992 г.
В США на октябрь 2004 г. установленные мощности составляли 150 млн. галлонов/год. (примерно 567 млн. литров). В конце 2006 года в США работали 88 заводов суммарной мощностью 700 млн. галлонов/год (примерно 2646 млн. литров). Строился 41 завод суммарной мощностью 1049 млн. галлонов/год (примерно 3965 млн. литров).
В Канаде в конце 2006 года работали 4 завода суммарной мощностью 52 млн. галлонов/год (примерно 196,5 млн. литров).
[править] Экологические аспекты применения и производства
[править] Применение
Биодизель, как показали опыты, при попадании в воду не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99 % биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озёр.
Сокращение выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьём для производства масла, за весь период его жизни. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы.
Высокая температура воспламенения. Точка воспламенения для биодизеля превышает 100 градусов Цельсия, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом.
[править] Производство
Под производство сырья для биодизеля отчуждаются большие земельные площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты растений. Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв.
С другой стороны, жмых, получаемый в процессе производства растительного масла, используется в качестве корма для скота, что позволяет более полно утилизировать биомассу растения.
Производство биодизеля позволяет ввести в оборот не используемые с/х земли, создать новые рабочие места в сельском хозяйстве, машиностроении, строительстве и т. д. Например, в России с 1995 г. по 2005 г. посевные площади сократились на 25,06 млн. гектаров. США на свободных землях ежегодно могут выращивать 1,3 млрд. тонн биомассы.
[править] Недостатки
- В холодное время года необходимо подогревать топливо идущее из топливного бака в топливный насос или применять смеси 20 % биодизеля 80 % солярки марка В20.
[править] Действующие биодизельные программы
В разных странах действуют различные стандарты применения биодизеля:
Миннесота, США — 2 % содержание биодизеля в дизельном топливе;
Франция — 7 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель);
Европейский Союз — 5,75 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель);
Австралия — 350 млн. литров биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель);
Бразилия — 5 % содержание к 2010 году;
Зимбабве — 10 % биодизеля от общего потребления дизельного топлива;
Малайзия — 20 % биодизеля от общего потребления дизельного топлива;
Таиланд — 5 % биодизеля в дизельном топливе к 2011 году, 10 % к 2012 году;
Новая Зеландия — 5 % биотоплив к 2008 году (этанол + биодизель);
Индия — производить ежегодно 60 миллионов тонн к 2030 году;
Китай — производить ежегодно 8 млн. тонн к 2020 году;
Индонезия — 10 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель);
Южная Корея — 0,5 % биодизеля от общего потребления дизельного топлива с 2006 года, 5 % с 2008 года;
Канада — 2 % биодизеля в автомобильном и печном топливе к 2012 году;
Япония — с марта 2007 года разрешено 5 % содержание биодизеля в дизельном автомобильном топливе;
Филиппины — 1 % биодизеля в автомобильном и топливе с 2007 года, 2 % с 2008 года;
Германия — 5 % в автомобильном топливе с 1 января 2007 г.;
Ирландия — 5,75 % биотоплив к 2009 году (этанол + биодизель). 10 % биотоплив к 2020 году;
Дания|| — 10 % биотоплив к 2020 году.
[править] Биодизель в России
В России не существует единой государственной программы развития биодизельного топлива, но создаются региональные программы, например Алтайская краевая целевая программа «Рапс — биодизель». В Липецкой области создана Ассоциация Производителей Рапсового Масла.
Планируется строительство заводов по производству биодизеля в: Липецкой области, Татарстане, Алтайском крае, Ростовской области, Волгоградской области, Орловской области, Краснодарском крае.
[править] Производство биодизеля из водорослей
Наиболее перспективным источником сырья для производства биодизеля являются водоросли. С одного акра земли можно получить 255 литров соевого масла, или 2400 литров пальмового масла. С такой же площади водной поверхности можно производить до 3570 баррелей бионефти.
Департамент Энергетики США с 1978 по 1996 гг. исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program». Исследователи пришли к выводу, что Калифорния, Гавайи и Нью-Мехико пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах. В течении 6 лет водоросли выращивались в прудах площадью 1000 кв.м. Пруд в Нью-Мехико показал высокую эффективность в захвате СО2. Урожайность составила более 50 гр. водорослей с 1 кв.м. в день. 200 тыс. гектаров прудов могут производить топливо, достаточное для годового потребления 5 % автомобилей США. 200 тыс. гектаров — это менее 0,1 % земель США, пригодных для выращивания водорослей. У технологии еще остаётся множество проблем. Например, водоросли любят высокую температуру, для их производства хорошо подходит пустынный климат, но требуется некая температурная регуляция при ночных перепадах температур. В конце 90-х годов технология не попала в промышленное производство из-за низкой стоимости нефти.
Кроме выращивания водорослей в открытых прудах существуют технологии выращивания водорослей в малых биореакторах, расположенных вблизи электростанций. Сбросное тепло ТЭЦ способно покрыть до 77 % потребностей в тепле, необходимом для выращивания водорослей. Эта технология не требует жаркого пустынного климата.
В 2006 году несколько компаний объявили о строительстве заводов по производству биодизеля из водорослей:
- Global Green Solutions (Канада) по технологии компании Valcent Products (США) — мощность производства 4 млн. баррелей бионефти в год;
- Bio Fuel Systems (Испания);
- De Beers Fuel Limited (ЮАР) по технологии Greenfuel Technologies Corporation (США) — мощность производства 900 млн. галлонов биодизеля в год (водоросли + подсолнечное масло)
- Aquaflow Bionomic Corporation (Новая Зеландия) — мощность производства 1 млн. литров биодизеля в год.
[править] Другие био — топлива на основе биодизеля
Производит компания O2Diesel (США).
Применяется в США, Бразилии, Индии.
- Смесь биодизеля и водорода. Так называемое, «Биотопливо второго поколения». Производится финской компанией Neste Oil под торговой маркой NExBTL.
[править] Ссылки
Европейский Биодизельный Комитет
Биодизель. Новостной блог на русском языке о биодизеле. Изготовление оборудования
