3.13.5.2. Биодизельное топливо. – продукт эритрификации растительных масел.
Мировое потребление дизельных топлив – 145 л/человека в год.
Современное производство биодизельного топлива [3-21]: Мировое – 1.7 млн. тонн/год, Европейский Союз -1.5 млн. тонн/год, Восточная Европа – 0.1 млн. тонн/год, США – 0.07 млн. тонн/год.
Прогноз – к 2020 году мировое производство биодизельного топлива может составить 23 млн. тонн.
В Европе для получения биодизельного топлива используется рапсовое масло (1–1.5 т/га).
Растительное масло эритрифицируется метанолом (1 тонна масла + 100 кг метанола + 100 кг глицерина), добавляется в количестве 5 % к дизельному топливу.
СОВРЕМЕННЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ МОГУТ РАБОТАТЬ НА 100 % БИОДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ.
3.13.5.3. Биометанол – может стать предпочтительным топливом для топливных элементов.
БИОМЕТАНОЛ получают из син– газа, или смеси Н2 и СО, получаемых из биомассы в присутствии О2. (Производство синтетического метанола составляет 27 млн. т/год)
3.13.5.4. Биометил-три-бутиловый эфир (BIO-MTBE) – аналогичен BIO-ETBE), получают смешивание биометанола (36 % по объема) и третичного бутанола при нагревании и катализаторах.
3.13.5.5. Биодиметил эфир (BIO-DME) – добавляется к дизельному топливу (2 %) для улучшения его качеств. Может получаться из син-газа или чистого метанола в присутствии алюмосодержащих катализаторов.
Биосинтетические топлива: широкий ряд чистых биосинтетических топлив может быть получен из «БИОСИНГАЗА», получаемого из биомассы, или из Водорода и Угарного газа по реакции Фишера-Тропша.
3.13.5.6. Биоводород.
Продукт переработки биомассы. Это превосходное чистое топливо, очень энергоёмкое (в 3 раза выше, чем нефть на единицу веса) и не дает углекислого газа в атмосферу в процессе сгорания, как все углеросодержащие топлива.
Известно несколько путей его получения:
1. Брожение сахаросодержащего или крахмалистого сырья (багассы, мелассы и т. д.)
2. Электролиз воды при использовании биоэлектричества. Это очень эффективный процесс, но стоимость инвестиций и стоимость получаемого водорода относительно высока (2000–3000 Евро/тонну водорода с 4,5 кВт час/куб. м водорода).
3. Каталитическим изменением биосингаза – смеси угарного газа/водорода, получаемых из твердой биомассы. Стоимость 1700 Евро/тонна через паровое преобразование угля/ пеллет, получаемых из биомассы (30 Евро/dT).
4. Разделением сингаза на мембранах.
5. Из водного раствора биоэтанола (99 % превращения – 75 % конверсии энергии).
6. Из биометанола через паровое реформирование.
3.13.5.6. Производство биогаза (см. подробнее во 2-й части).
3.15. Потенциальные возможности развития биоэнергетики в России и современное состояние
Ежегодное количество органических отходов по разным отраслям народного хозяйства России составляет более 270 млн. т. Сельскохозяйственное производство дает 200 млн. т, из них 66.5 млн. т приходится на животноводство и птицеводство, 126 млн. т – на растениеводство. Лесо– и деревопереработка дают 70 млн. т, твердые бытовые отходы городов – 16 млн. т, осадки коммунальных стоков – 4.9 млн. т (все приведенные значения даются на абсолютно сухое вещество по итогам исследований по заказу Института энергетической стратегии РФ. 2006 г. Панцхава Е.С.).
Приведенные ниже потенциальные возможности производства биотоплив в России рассчитаны на основании запасов того или иного вида сырья, мощности существующих или существовавших относительно недавно производств, а так-же современных достижений отечественной науки и техники.
3.15.1. Использование древесины
Россия может стать крупным экспортером древесной щепы и пеллет для Европы и других стран.
В России сосредоточена четвертая часть мировых запасов леса -82 миллиарда куб. метров или 41 млрд. тонн древесины. В мире таких ресурсов нет. Лес в России занимает 2/3 территории – 1,2 млрд га.
Для переработки без нанесения ущерба для лесных плантаций можно в целях энергетики использовать, как минимум, до 0.16 % ежегодно, или 130 млн. куб. м = 65 млн. тонн. Стоимость экспорта такого количества может составить 3.9 млрд. Евро в год. Энергоемкость такого объема древесины составляет 1.1 ЕДж (1018)