Биодизель (Biodiesel).

Британское издание "The Independent" сообщает, что ученые подвергли критике всеобъемлющий отчет государств и компаний занимающихся добычей нефти, предостерегая, что нефтяные запасы могут истощиться гораздо ранее, чем официально сообщается. Первые признаки нефтяного кризиса будут ощутимы уже в ближайшие 3 - 4 года.

 Одновременно известно, что нефтетрейдеры с опаской смотрят на развитие производства биологических видов топлива и даже считают, что неконтролируемое развитие производства биотоплива может разрушить рынок нефтепродуктов в Украине. Однако, по нашему мнению, все эти опасения напрасны, т.к. биотопливо не является заменителем минерального, а наоборот скорее единственным шансом продлить существование рынка нефтепродуктов - дизельного топлива в частности.

Понятие биодизель, сегодня несколько размыто и не имеет четкого определения. Первоначально биодизелем называли смесь минерального дизельного топлива с рапсовым маслом (и только рапсовым). Такие смеси готовили в соотношении 5 – 30 % рапсового масла и 95 – 70 % минерального дизтоплива. Качество смеси было не очень высоким и после определенного периода времени происходило расслоение содержимого, в результате чего работа двигателя становилась не стабильной, а иногда и вообще не возможной (именно поэтому некоторые считают, что биодизель нельзя использовать в чистом виде, а только как добавку в минеральное дизельное топливо).

Применение процесса этерификации растительного масла метиловым спиртом дало возможность получить метиловые эфиры жирных кислот. Эти эфиры оказались на удивление похожими по своим физико–химическим показателям на минеральное дизельное топливо и вполне пригодны для применения в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания в чистом виде. Эфиры отлично смешиваются с минеральным дизельным топливом в любых пропорциях. Именно эфиры растительных масел можно назвать настоящим биодизелем.

Биодизель производится из любого растительного масла или животного жира, которое можно закупать или производиться из семян. При этом качество биодизеля зависит, прежде всего, от степени подготовки растительного масла к изготовлению биодизеля. Масло не должно содержать механических примесей, т.е. масло необходимо фильтровать. Для получения биодизеля отвечающего требованиям европейских стандартов, растительное масло необходимо очищать еще тщательнее, а биодизель промыть.

Физико-химические показатели биодизеля в сравнении с минеральным летним дизельным топливом:              

             Данные приведенные в таблице являются усредненными и могут отличаться по некоторым показателям при производстве.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

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:

1. После прохождения реакции переэтерификации содержание метиловых эфиров должно быть выше 96 %.

2. 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.

 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.

Цетановое число

• Для минерального дизтоплива 42-45,

• Для биодизеля (метиловый эфир) не менее 51.

Сырьё для производства

Сырьём для производства биодизеля служат жирные, реже — эфирные масла различных растений или водорослей.

Европа — рапс;

США — соя;

Канада — канола (разновидность рапса);

Индонезия, Филиппины — пальмовое масло;

Филиппины — кокосовое масло;

Индия — ятрофа (Jatropha);

Африка — соя, ятрофа;

Бразилия — касторовое масло.

Также применяется отработанное растительное масло, рыбий жир и т. д.

Производство масла из различного сырья с одного гектара земли

Данные The Global Petroleum Club

Производство биодизеля

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 примерно 567 млн. литров в год (150 млн. галлонов). В конце 2006 года в США работали 88 заводов суммарной мощностью примерно 2,646 млрд. литров в год (700 млн. галлонов). Строился 41 завод суммарной мощностью примерно 3,965 млрд. литров в год(1,049 млрд. галлонов).

В Канаде в конце 2006 года работали 4 завода суммарной мощностью примерно 196,5 млн. литровв год (52 млн. галлонов).

Экологические аспекты применения и производства

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.

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.

Достоинста

• Хорошие смазочные характеристики. Минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя.

. Это вызванно его химическим составом и содержанием в нем кислорода. Например грузовик из Германии попал в книгу рекордов гиннеса проехав более 1,25 миллиона километров на биодизеле со своим оригинальным двигателем.

• Более высокое Цетановое число

  • Для минерального дизтоплива 42-45,

  • Для биодизеля (метиловый эфир) не менее 51.

• Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%. Важно отметить, что нет необходимости модернизировать двигатель.

• Высокая температура воспламенения. Точка воспламенения для биодизеля превышает 150°С, что делает биогорючее сравнительно безопасным веществом.

• Побочный продукт производства - глицерин. Его можно использовать по многим направлениям. Очищенный глицерин используют для производства технических моющих средств (например мыла). После глубокой очистки получают фармокологический глицерин, тонна которого на рынке стоит порядка 1 тыс. евро. При добавлении фосфорной кислоты к глицерину можно получить фосфорные удобрения.

Недостатки

• В холодное время года необходимо подогревать топливо идущее из топливного бака в топливный насос или применять смеси 20 % биодизеля 80 % солярки марка В20.

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 течение 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