Возобновляемый источник энергии. Биотопливо

Производитель шотландского виски Glenfiddich, продающий более 14 миллионов бутылок своей продукции в год, провел модернизацию всего автотранспорта предприятия. Теперь он работает на биотопливе, изготовленном на основе отходов собственного производства, и теперь, согласно заключению независимых экспертов по оценке бизнеса, капитализация компании увеличилась больше чем на 15%. Отношение европейцев к «зеленой», возобновляемой энергетике очень серьезное. Ежемесячно появляются новости, о внедрении тех или иных инноваций. Однако далеко не все занимаются производством столь необходимого и полезного товара, продаваемого винокурней Гленфиддих. Откуда остальным брать это самое биотопливо?

Заменитель ископаемых углеводородов

Биотопливо – низкоуглеродные горючие вещества, производимые из сырья животного или растительного происхождения. Ожидается, что в ближайшие годы спрос на такое топливо удвоится, приведя к снижению использования ископаемых углеводородов. В отличие от угля, природного газа или продуктов нефтепереработки, биотопливо выделяет в атмосферу меньше вредных веществ и, по крайней мере теоретически, относится к возобновляемым источникам энергии.
Основой для производства горючего служат энергетические сельскохозяйственные культуры: кукуруза, пшеница, соя, сахарный тростник и некоторые другие растения, на которых мы остановимся позже. Кроме того, его можно производить из различных отходов, как это сделали находчивые изготовители благородного виски.

Автомобильное биотопливо делят на два вида: биодизель и биоспирт. Дизель создается на заводах, которые перерабатывают растительные масла и животные жиры. Спирт гонят стандартным способом. В последнее время ученые разработали технологии, позволяющие производить этанол, используя несъедобные растительные волокна. Несколько таких заводов уже построено и работают.

У биотоплива есть свои преимущества и недостатки. О преимуществах мы уже сказали. Это экология. Теперь затронем недостатки. Для выращивания сельскохозяйственных культур необходимо огромное количество земли, воды и удобрений. Освоение новых земельных угодий приводит к сокращению лесов. Где же тут экология? Немногие регионы могут похвастаться избытком пресной воды, а современные удобрения – это химия. Из тех же углеводородов, между прочим.
Кроме того, для производства даже относительно небольшого количества «зеленого» топлива требуется безумное количество зерна, что неизбежно ведет к росту его цены. А это, согласитесь, несколько контрпродуктивно. Не говоря уже о стоимости модернизации существующих транспортных средств, строительства дополнительной инфраструктуры (электростанций, заводов и пр.).

И все же, раз биотопливо существует, значит это кому-то нужно. Предлагаем рассмотреть наиболее важные культуры, для его производства.

Королева «зеленого» топлива – кукуруза

Это один из лучших материалов для получения этанола. Процесс подготовки к производству аналогичен варке пива. Богатые сахаром зерна кукурузы размельчают, смешивают с теплой водой и дрожжами. Благодаря процессу брожения выделяется этанол. Его отделяют с помощью перегонки. Для использования в уже существующих двигателях, спирт смешивают с бензином. Получается довольно приемлемо.
Подобная смесь выделяет меньше оксида углерода, прочих вредных веществ, чем обычный бензин. В производстве преимущественно используют ядра растения, поскольку остальную (большую) его часть, содержащую целлюлозу, расщеплять слишком дорого и сложно.

Соевые бобы

Соя – замечательная культура. Ее можно использовать не только для приготовления соуса, тофу, шампуней и цветных мелков. Это отличный исходный материал для производства топлива. Например, большая часть биодизеля в США изготавливается из бобов этого растения. Практически любая дизельная техника может работать на чистом соевом топливе, хотя чаще его смешивают с традиционными углеводородами.
Американская академия наук утверждает, что биодизель на сое дает больше энергии, чем кукурузный спирт. Если брать в объеме, то примерно из трех ведер зерна, получается 5,6 литров топлива. Справедливости ради, соя уступает в содержании масел (порядка 20%), тому же подсолнечнику (43%) или рапсу (40%).

Семена рапса (канолы)

Пожалуй, это самый важный источник биодизеля. Рапсовое масло веками использовалось для освещения помещений. Сегодня преимущество отдается канадской культуре растения – каноле. Это связано с тем, что в ней снижено содержание эруковой кислоты, делающее масло более чистым и полезным в употреблении.
Известно, что биодизель крайне капризен в холодных условиях. В обычных растительных маслах содержится много насыщенных жиров, которые при низких температурах превращаются в кристаллы льда. Так получилось, содержание этого компонента в каноле ниже аналогов, что, безусловно, предпочтительнее в северных странах.

Бразильский вариант борьбы за экологию – сахарный тростник

Уже много лет бразильское правительство работает над увеличением производства биоэтанола. И это не связано с экологией. Ближневосточное нефтяное эмбарго 1970-х годов вызвало четырехкратное увеличение цен на нефть. Мир запаниковал. Заправочные станции закрывались. Существующая в те годы военная диктатура приняла решение, которое вывело Бразилию в лидеры «зеленой» энергетики. Фермеры сосредоточились на выращивании сахарного тростника.
Производство спирта из сахарного тростника обходится в шесть раз дешевле, чем из кукурузы. Бразилия инвестировала в направление миллиарды долларов. В результате получаемый биоэтанол стал дешевле бензина. Все бы ничего, но после сбора урожая, фермеры сжигают остатки растений на полях. Итог: в атмосферу выбрасывается такое количество парниковых газов, что сводит на нет эффект применения биотоплива.

Использование пальмового масла

Производство пальмового масла является одной из важнейших статей дохода некоторых азиатских стран. Например, Малайзии и Индонезии. Подобно биодизелю из сои, топливо из пальмового масла не требует переоборудования дизельных двигателей. И, конечно, оно гораздо экологичнее традиционного.
Есть и другая сторона медали. Стремясь расширить территорию выращивания пальм, ежегодно сжигаются тысячи гектаров тропического леса. Помимо огромного выброса в атмосферу продуктов горения, уничтожается хрупкая экосистема территорий, исчезают редкие растения, животные вынуждены уходить с привычных мест обитания или погибать.

Ятрофа – растение, о котором мало кто слышал

Этот ядовитый сорняк играет важную роль в энергетике Индии. Кусты и деревья растения буквально поднимаются на глазах, не требуют много воды, а семена содержат порядка 40% масел. Фермеры, слишком бедные для выращивания других культур, просто молятся на ятрофу. Еще бы, она прекрасно растет на землях, опустошенных засухой и вредителями, живет до пятидесяти лет, может принести существенные экономические выгоды.
Ятрофа имеет множество применений. Она издавна заменяла дрова в сельской местности, использовалась в качестве лекарственного средства. С ее помощью можно промышленно изготавливать мыло, косметику, краску, освещать помещения и получать смазку. Все свойства ятрофы еще не раскрыты, но как многообещающий источник производства биотоплива, это растение, безусловно, занимает прочные позиции.

Здесь приведены только несколько наиболее важных видов сельскохозяйственных культур, применяемых в «зеленой» энергетике. Конечно, этот список гораздо больше. Время покажет, есть ли за биотопливом будущее, учитывая все проблемы с его производством.