Боитопливные технологии
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
АЗОВСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ
ЗАПОРОЖСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА ФИНАНСОВ
Реферат
«Биотопливные технологии»
План
- Понятие биотоплива. Технологии получения.
- Биотопливо по-европейски и по-американски.
- Биотопливная альтернатива Украины.
Литература
1.Понятие биотоплива. Технологии получения билтоплива.
Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.
Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты,топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород).
В мире все больше говорят о необходимости замены нефти, угля и газа на биотоплива. Но пока немногие понимают, что же это такое на самом деле. Иногда можно встретить рассказы о чудесных веществах, совершенно не загрязняющих окружающую среду и более эффективных, чем бензин, керосин и др. топливо.
В
действительности ничего принципиально
нового в биотопливах нет. Биотоплива
использовались тысячелетиями и
для многих остаются единственным источником
тепла и средством
Впрочем,
теперь под понятием «биотопливо» редко
подразумевают дрова. Речь, обычно,
идёт о более высокотехнологичных
продуктах, получаемых из сельскохозяйственных
культур или отходов
Рассмотрим некоторые и видов биотоплива:
твердое биотопливо
Дрова — древнейшее топливо, используемое человечеством. В настоящее время в мире для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрорастущих пород (тополь, эвкалипт и др.). В России на дрова и биомассу в основном идет балансовая древесина, не подходящая по качеству для производства пиломатериалов.
Топливные
гранулы и брикеты —
Энергоносители биологического происхождения (главным образом навоз и т. п.) брикетируются, сушатся и сжигаются в каминах жилых домов и топках тепловых электростанций, вырабатывая дешёвое электричество. В последнее время разработаны методы непосредственного получения электричества с помощью специальных бактерий при сбраживании биологических отходов.
Отходы биологического происхождения — необработанные или с минимальной степенью подготовки к сжиганию: опилки, щепа, кора, лузга, шелуха, солома и т.д.
Древесная
щепа – производится путем измельчения
тонкомерной древесины или
Биоэтанол
Сахарный тростник — сырьё для производства этанола
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.
В январе 2007 года, в своём ежегодном послании Конгрессу Дж. Буш предложил план «20 за 10». План предлагает сократить потребление бензина на 20 % за 10 лет, что позволит сократить потребление нефти на 10 %. 15 % бензина предполагается заменить биотопливом. 19 декабря 2007 года президент США Дж. Буш подписал закон о Энергетической независимости и безопасности (EISA of 2007). EISA of 2007 предусматривает производство 36 миллиардов галлонов этанола в год к 2022 году. При этом 16 млрд галлонов этанола будет производиться из целлюлозы — не пищевого сырья.
Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин; пробег машин, работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Ethanol), на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные машины не могут работать на Е85, хотя двигатели внутреннего сгорания прекрасно работают на Е10 (некоторые источники утверждают, что можно использовать даже Е15). На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. «Flex-Fuel» машины («гибкотопливные» машины). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. Бразилия является лидером в производстве и использовании биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор Е20 (или Е25) под видом обычного бензина, или «acool», азеотроп этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % воды; выше концентрацию этанола невозможно получить путём обычной дистилляции). Пользуясь тем, что этанол дешевле бензина, недобросовестные заправщики разбавляют Е20 азеотропом, так что его концентрация может негласно доходить до 40 %. Переделать обычную машину в «flex-fuel» можно, но экономически нецелесообразно.
Критики применения этанола в качестве автомобильного топлива зачастую заявляют, что под плантации тростника часто вырубаются тропические леса Амазонки. Но сахарный тростник не растёт в бассейне Амазонки.
Более серьёзным является
то, что при сгорании этанола в
выхлопных газах двигателей появляются
альдегиды (формальдегид и ацетальдегид),
наносящие живым организмам не меньший
ущерб, чем ароматические
Получение биотоплива
В настоящее время разработано
и успешно применяется
- производство топлива из отходов сельскохозяйственного производства;
- добавление биологических компонент в традиционные виды топлива;
- химический синтез горючего.
В случае получения биотоплива из отходов сельскохозяйственного производства сырьем служат растительные остатки и навоз. Отходы проходят сушку и нагреваются до температуры 400-500 Со. Из выделившихся при такой обработке газообразных фракций получают высококачественное дизельное топливо, лишенное вредных примесей. Полученное дизельное топливо нейтрально по отношению к CO2, поскольку при сгорании такого топлива выделяется столько же углекислого газа, сколько было поглощено при росте растений. Чистота такой биологической солярки удовлетворяет самым строгим нормам. По оценкам специалистов, сельское хозяйство только лишь европейских стран способно обеспечить до 80% современных потребностей в дизельном топливе.
Для улучшения экологических характеристик топлив, в них добавляют биологические компоненты, такие как рапсовое масло. Если в дизельное топливо добавить до 30% рапсового масла, то его экологические характеристики значительно улучшаться, а энергетические характеристики практически не изменятся. Важно также, что такое биотопливо можно использовать в традиционных двигателях внутреннего сгорания.
Химический синтез бензинов
и дизельных топлив весьма энергоемок.
Как правило, сырьем для такого способа
получения горючего служит древесина.
Изменяя параметры
2.Биотопливо по-европейски и по-американски.
В
странах Европейского союза благодаря
государственной поддержке
В качестве биологических добавок используют производные вещества из растительных масел, получаемых из подсолнечника, рапса, сои и других масличных культур. Масла для биотоплива получается путем отжима и экстрагирования с последующим очищением. Теплота сгорания чистых биодобавок к биотопливу приближается к теплоте сгорания самого дизельного топлива.
Примечательно, что в США и Бразилии в качестве сырья для получения биотоплива используется соя, а в Европе более 75% биодизеля получают из рапса. К 2020 году в странах Европейского союза доля биодобавок к дизкльному топливу будет доведена до 20%. США и Китай к этому сроку доведут процент биодобавок до 40%.
В
Германии давно проводятся научные
изыскания на тему получения топлива
из органических отходов, а в последнее
десятилетие этот процесс поставлен
на промышленную основу. Немецкие специалисты
разработали способ существенно
удешевить процесс получения
автомобильных видов топлива
из отходов сельскохозяйственного
и деревообрабатывающего
Первые поставки синтетического автомобильного топлива, произведенного по новой технологии, можно ожидать в 2012 году. Если такое топливо появится на европейских АЗС, то себестоимость его может составлять 50 евроцентов за один литр.
Военно-морское
и военно-воздушное ведомства
США активно исследуют
Так,
в апреле 2010 года ВМС США провели
летные испытания истребителя Boeing F/A-18
Super Hornet, заправленного топливной
смесью, в состав которой входят
биодобавки. Самолет совершил полет
со скоростью 1380 километров в час. В
общей сложности полет, в ходе
которого был использован и форсаж,
продлился 45 минут и успешно завершился.
Также были проведены первые летные
испытания многоцелевого
Аналогичные
испытания проводят и ВВС США,
которые используют более сложную
топливную смесь - она на 50 процентов
состоит из обычного авиакеросина,
на 25 процентов - из топлива, полученного
путем переработки говяжьего
жира, и на 25 процентов - из биотоплива,
полученного из переработанного
угля. Полеты на такой смеси топлива
уже осуществили несколько
В
планах американских ВМС к 2012 году завершить
испытания нового биотоплива и оборить
его использование всеми
Компания Airbus в октябре 2009 года провела несколько испытаний нового топлива, состоящего на 50% из обычного авиакеросина и на 50% из керосина, получаемого по технологии gas-to-liquids (GTL).
Технология GTL - это новая технология получения из газа экологически чистого синтетического топлива, не содержащего серы, в связи с чем этот вид топлива уже окрестили "новым биотопливом".
Примечательно,
что синтетическое топливо GTL не
только считается экологически чистым,
но и имеет сравнительно низкую себестоимость
производственного цикла по сравнению
с керосином - сегодняшние технологии
позволяют сделать
По
мнению Airbus, к 2030 году третья часть всех
воздушных полетов будет
Правительства стран Европейского союза обещают предоставить экономические преференции тем авиационным компаниям, которые будут использовать биотопливо для своих самолетов.
Компании-разработчики биотоплива уверяют, что оно может конкурировать по цене с нефтепродуктами уже через пару лет.
Lufthansa
объявила о запуске нового
проекта по использованию
Так, в апреле 2011 года Lufthansa начала долгосрочные полугодовые испытания нового вида топлива на самолетах Airbus A321, осуществляющих регулярные рейсы по маршруту Гамбург-Франкфурт. В рамках этих испытаний один из двигателей самолета будет работать на смеси биотоплива и обычного керосина. Планируется изучить влияние биотоплива на срок службы и техническое состояние двигателя.
Ожидается, что за полгода удастся сократить количество выбросов углерода примерно на полторы тысячи тонн.
Проект осуществляется при активной поддержке правительства Германии.
3.Биотопливная альтернатива Украины
Природный газ является основным энергоносителем для Украины. Ежегодно, более 40% украинских потребностей в энергии удовлетворяется за счет этого традиционного источника энергии. Более половины потребленного в Украине природного газа расходуется на производство тепла. Рост цен на традиционные энергоносители стимулирует интерес к альтернативным источникам энергии, в том числе и к биотопливным технологиям. При действующих в Украине ценах на природный газ использование даже самых дорогих видов биотоплива - топливных брикет и гранул - становятся экономически выгодным.
Получение
энергии из возобновляемых биологических
источников является не только выгодным,
но и экологически чистым. Основной
потенциал украинской биотопливной
энергетики заключен в отходах
В мировой экономике наметилась устойчивая тенденция к росту цен на продукты питания, а значит, на осовную продукцию агропромышленного комплекса - зерновые и масличные культуры. В этой связи именно повышение эффективности украинского сельского хозяйства должно стать основой активной реализации национального биотопливного потенциала.
В
Украине ощущается
Но
действительно реальное развитие украинская
биотопливная энергетика получит тогда,
когда будет сформирован
Украина может обойтись без экспорта российских нефтепродуктов, если наладит производство альтернативных видов топлива для автотранспорта — биогаза, биодизеля, биоэтанола.
Указанные виды биотоплива можно получать на спиртозаводах, сырьем для которых могло бы быть: некондиционное зерно, залежавшегося на элеваторах, и отходы сахарного производства. Спиртовые заводы Украины уже сейчас готовы к производству биоэтанола. Для того, чтобы обеспечить биотопливом весь украинский автотранспорт, украинским спиртовым заводам нужно 250 тысяч тонн мелассы (отходы сахарного производства) и 800 тысяч тонн зерна. Такие объемы сырья легко могут обеспечить сельхозпредприятия.
Для
активного внедрения
В
настоящее время главным
В данный момент в стране рассматривается вопрос увеличения посевных площадей под репу и сахарную свеклу с целью получения сырья для производства биотоплива. Эти продукты сельского хозяйства будут использоваться как для производства сахара, так и для получения биоэтанола. Это позволит уменьшить зависимость украинских аграриев от использования традиционных энергоносителей, получать дополнительную прибыль из отходов сельскохозяйственного производства, улучшить экологическую обстановку.
Для
получения украинского
Полученное сырье будет перерабатываться в битопливо также в Украине. Для этого планируют задействовать производственные мощности спиртозаводов, большинство из которых в данный момент не работают. На двух украинских спиртозаводах уже запущены пилотные проекты по производству биотоплива, еще на четрех предприятиях ведутся работы по установке и настройке оборудования для производства биоэтанола. Органы государственной власти изучают возможность вывода таких предприятий из-под акцизного сбора.
Государственный концерн "Укрспирт"
объединял 85 спиртовых заводов. На данный
момент только 25 из них производят продукцию,
в основном, спирт и водку, для
предприятий пищевой и
В связи с устойчивой тенденцией роста цен на энергоносители, в том числе на светлые нефтепродукты, оказывается экономически целесообразным производство биотоплива на спиртозаводах.
Министерство аграрной политики Украины реализует программу переоборудования простаивающих украинских спиртозаводов, в предприятия по производству биотоплива. Уже разработаны и утверждаются стандарты, а также определяется перечень тех спиртозаводов, которые быстрее всего смогут начать производство биотоплива. В настоящее время в рамках этой программы осуществляется переоборудование четырех спиртозаводов, а на двух спиртозаводах уже производится украинское биотопливо.
На Бабино-Гощанском сахарном заводе продолжается строительство одной из самых крупных в мире и самой крупной в Восточной Европе биогазовой станции. Генеральным проектировщиком и подрядчиком строительства стала компания ZORG Украина. Собственником биогазовой станции после завершения её строительства станет компания "Инсеко", владеющая сахарными заводами.
Строительство биогазовой станции возле села Бабино, Ровенской области осуществляется в несколько этапов. На первом этапе будет построено три реактора, производительностью 4 млн м3 газа в год. В дальнейшем будет сооружено ещё 27 реакторов.
Биогазовая станция будет работать два сезона в году. Сто дней в году сырьем для неё будут служить отходы Бабино-Гощанского сахарного завода - свекольный жом в количество 3600 тонн в сутки, а в остальное время - 800 тонн кукурузного силоса ежесуточно, который будет выращиваться на 5 тыс га земли. Общая производитльность биогазовой станции составит 40 млн м3 биогаза в год.
После очищения полученный газ будет направляться в газо-транспортную систему Украины. Себестоимость полусченного таким образом природного газа - 30 долларов за тысячу м3.
Компания "Инсеко" планирует за 5-7 лет довести производство биогаза до 1 млрд м3 ежегодно. Биогазовая станция такого масштаба входит в десятку самых крупных биогазовых станций в мире.
На деньги ирландской компании Doneral FRS Group в Украине к 2014 году будет построена электростанция на биотопливе.
Биотопливная элекростанция будет сооружена в Красиловском районе Хмельницкой области. В настоящее время проект согласован с Хмельницкой областной администрацией. Строительство начнется в 2012 году. Объем капиталовложений составит 130 млн евро.
Новая биотопливная электростанция будет способствовать уменьшению выбросов углекислого газа. На ней ежегодно будет использоваться около 300 тысяч тонн биотоплива.
Немецкая
компания MT Energie начнет производить
в Украине электрическую
Проектом
предусмотрено выращивание
Смма инвестиций в этот проект составила 8 млн евро. Срок ввода в эксплуатацию генерирующих мощностей - середина 2011 года.
Шебелинский газоперерабатывающий завод (Харьковская область, Украина) освоил производство биотолива для автомобилей. На предприятиии будет выпускаться биотопливо, аналогичное бензину Е-95 в летнем и зимнем варианте. Производственные мощности Шебелинского завода позволяяют вырабатывать до 4 тысяч тонн ежемесячно высококачественного топлива с высокими экологическими характеристиками.
Шебелинское
биотопливо является хорошей экологической
альтернативой традиционному
Ожидается, что ввод в строй предприятий по производству авомобильного биотоплива позволит сделать рост цен на топливо для автомобилей не таким стремительным.
Для
производства твердых видов биотоплива
используются отходы деревообрабатывающего
производства и сельского хозяйства.
В Украине производство твердого
биотоплива активно развивается. В
2010 году отмечен рост производства
твердого биотоплива в 2,5 раза. В основном,
украинские компании производители
пеллет и топливных гранул работают
на иностранных потребителей этого
вида топлива. Сейчас более 90% продукции
направляется в европейские страны.
Поскольку в странах
В Украине существуют предпосылки для переориентации компаний - производителей пеллет и топливных гранул на внутренний рынок. Цены на газ демонстрируют устойчивую тенденцию к росту, поэтому весьма перспективным является использование твердого биотоплива для отопления частных домов. В этом случае использование в качестве топлива топливных брикети гранул повышает эффективность системы отопления даже в сравнении с углем и дровами.
Производство твердого биотоплива - хороший способ увеличить рентабельность сельскохозяйственных производств, поскольку для него используются отходы сельского хозяйства: ботва, солома, лузга подсолнечника. Источники такого сырья позволят производить в Украине до 30 млн тонн твердого биотоплива в год
Примечательно, что капиталовложения на переоборудование централизованых котельных на использование твердых видов биотоплива окупаются в срок до 3 лет.
В 2010 году увеличилось на 45% увеличилось производство топливных брикет и гранул и составил 450 тысяч тонн. Около 90% украинского твердого биотоплива было экспортировано в страны Европейского Союза, в то время как доля внутреннего рынка не превысила 10%.
В 2009-2010 годах обогрев помещений с помощью топливных брикетов и гранул стоил на 40% дешевле, чем обогрев с помощью газа. Цена на топливные брикеты и гранулы на украинском рынке колеблется на уровне 1000-1200 гривен за тонну, в зависимости от теплотворности и других показателей.
Биотопливо из Зоны Отчуждения. Скоро в продаже!
В Украине изучается возможность производства биотоплива в Чернобыльской Зоне Отчуждения. Биотопливо будут производить из сырья, выращенного на очищенных от радиоактивно загрязнения землях. В дальнейшем полученное биотопливо будет использовано для получения тепловой и электрической энергии.
Изучение вопроса будет проводить Институт биомассы и устойчивого развития (Wageningen University and Research Centre) - организация, созданная совсем недавно, весной 2011 года при поддержке Центра биотопливной энергетики Полтавской аграрной академии и бельгийско-украинского предприятия по выращиванию и использованию биомассы PhytoFuels Investments.
По результатам исследования, которые ожидается получить в марте 2012 года, будет подготовлено технико-экономическое обоснование проекта по производству биологического топлива в Зоне Отчуждения.
Комментарии
Зона Отчуждения - не место для сомнительных экспериментов
Масштабная авария на Чернобыльской АЭС и образование Зоны Отчуждения уникальны, в том числе и с экологической точки зрения. В результате выбросов радиоактивных веществ массированному воздействию радиации подверглись все экосистемы на территории Зоны Отчуждения. Степень этого воздействия остаются не исследованными и сейчас. Также не ясны пути распространения радиоактивного загрязнения по территории Зоны Отчуждения.

- Бойкот автобусных линий в Монтгомери
- Бой на 12-й заставе Московского погранотряда
- Бой на Кушке
- Бойова техніка збройних сил України
- Бойові дії на території України у першій світовій війні
- Бой под Амштеттеном
- Бой при Арколе
- Божественность Иисуса Христа
- Божья коровка
- Божья коровка
- Бои за высоты
- Бои на озере Хасан и реке Халкин-Гол
- Бои под Сталинградом
- Бои США и Англии во второй мировой на Тихом океане в 1943 г