В качестве главной беды 21-го века фигурирует дефицит топлива, точнее сырья для него. Да, я имею ввиду нефть. Как подспорье для этой главной беды существует так же проблема загрязнения окружающей среды. В связи с этим последние двадцать лет усиленно разрабатываются варианты создания и использования биотоплива различных видов.

Биото́пливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса,кукурузы, сои.. Различается жидкое биотопливо, твёрдое биотопливо и газообразное.

  Пройдемся по каждому.

  Твердое биотопливо.

  Это самый древний вид биотоплива, используемый человеком. Разумеется, сюда относятся в первую очередь дрова. В настоящее время выращиваются специальные энергетические леса из быстрооборачиваемых пород. В наше время нефтяного кризиса многие африканские страны (например, Кения) отказываются от использования нефтепродуктов в пользу обыкновенных дров.

  Биологические виды твердого биотоплива (главным образом, навоз) брикетируются и используются в основном на топливных электростанциях, вырабатывая весьма дешевыое электричество. В последнее время разработаны методы непосредственного получения электричества с помощью специальных бактерий при сбраживании биологических отходов.

  Так же используются биологически отходы, которые не обрабатываются вообще или обрабатываются минимально – солома, опилки, лузга.

  Жидкое топливо.

  Жидкое биотопливо отличается большой разнообразностью – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир, биодизель.

  Мировое производство биоэтанола в 2005 составило 36,3 млрд литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % — на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США из кукурузы.

  Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин; пробег машин, работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина), на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин.

  Серьезным минусом биоэтанола является то, что при сгорании этанола в выхлопных газах двигателей появляются альдегиды (формальдегид и ацетальдегид), наносящие живым организмам не меньший ущерб, чем ароматические углеводороды. Причём, эти вещества появляются даже на каталитических дожигателях.

  Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения метанола.

  Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоемах, создаваемых на морском побережье.

Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.

Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:

    * высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год);

    * в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;

    * процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;

    * энергоотдача процесса достигает 14 на стадии получения метана и 7 на стадии получения метанола;

С точки зрения получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.

  Бутанол- C4H10O — бутиловый спирт. Бесцветная жидкость с характерным запахом. Широко используется в промышленности. В США ежегодно производится 1,39 млрд литров бутанола приблизительно на $1,4 млрд.

Бутанол начал производиться в начале XX века с использованием бактерии Clostridia acetobutylicum. В 50-х годах из-за падения цен на нефть начал производиться из нефтепродуктов.

Бутанол не обладает коррозионными свойствами, может передаваться по существующей инфраструктуре. Может, но не обязательно должен, смешиваться с традиционными топливами. Энергия бутанола близка к энергии бензина. Бутанол может использоваться в топливных элементах, и как сырьё для производства водорода.

Сырьём для производства биобутанола могут быть сахарный тростник, свекла, кукуруза, пшеница, маниока, а в будущем и целлюлоза.

  Диметиловый эфир может производиться как из угля, природного газа, так и из биомассы. Большое количество ДМЭ производится из отходов целлюлозо-бумажного производства. Сжижается при небольшом давлении.

Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Применение ДМЭ не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя.

  Биодизель — топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации.

  Для получения биодизельного топлива используются растительные или животные жиры. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.

  Газообразное биотопливо.

Биогаз — продукт сбраживания органических отходов (биомассы), представляющий смесь метана и углекислого газа. Разложение биомассы происходит под воздействием бактерий класса метаногенов. Существенным плюсом биогаза является то, что его можно получать практически из всех биологических отходов, которые разлагаются за короткий промежуток. Однако у всего есть и минус, в данном случае это низкая энергетическая ценность в качестве альтернативы бензину, но при этом биогаз с легкостью заменяет газ природный в бытовом и производственном использовании.

  Биоводород — водород, полученный из биомассы.

В настоящее время во всём мире ежегодно производится около 50 млн тонн водорода. Из них примерно 48 % производится из природного газа, 30% из нефти, и 18 % из угля. При производстве водорода из углеводородов получается большое количество СО2, который является одной из причин глобального потепления. К тому же не все страны обладают собственными углеводородами. Решением этих проблем может стать производство водорода из биомассы.

  Если водорослям не хватает кислорода и серы, то процессы фотосинтеза у них резко ослабевают и начинается бурная выработка водорода.

Водород может производить группа зелёных водорослей, например, Chlamydomonas reinhardtii. Водоросли могут производить водород из морской воды, или канализационных стоков.

  Биотопливо придет на замену топливу стандартному, в этом сомнений нет. Учитывая угрозу истощения запасов нефти, способы получения биотоплива сейчас усиленно разыскиваются.

 Многих вводит в заблуждение приставка «био» - это вовсе не значит, что данное топливо экологически безвредное. К тому же, биотопливо активно подвергается критике по двум параметрам – низкая энергоемкость некоторых его видов, и высокая конкуренция с сельским хозяйством, т.к. под сырье для биотопливо часто используются плантации, которые ранее использовались для пищевой промышленности.

  В общем и целом большие надежды подают биоводород, получаемый из некачественной воды, которой хватает, и биометан, получаемый при помощи бактерий и разлагающихся биологических отходов, которых тоже гигантское количество производится каждый день.

  Не стоит забывать так же об энергообратимых источниках энергии, таких как ветер, Солнце и т.д. Эти технологии так же получают свое развитие, и очередной прорыв вполне может свести на нет все результаты исследований в области получения биотоплива.

  Время покажет.

Готовит к переработке яблоко Оптимист.