В начале 1940-х, казалось бы, окончательно убитому биотопливу опять помогла восстать со смертного ложа война. Отрезанные от нефтеносных районов немцы в этот период частенько заправляли свои танки соевым и рапсовым маслом, ибо переделки двигателя для него почти не требовалось. Да и для нашего Т-34 растительное масло было допустимым видом топлива. А США, Великобритания и Швеция , дабы сэкономить ставший вдруг дефицитным нефтепродукт, заставили частников заливать в баки своих машин смесь из 35% спирта и 65% бензина. Но, как только были восстановлены прежние каналы нефтяных поставок, этанол и биодизель (дизельное топливо из растительных масел) вновь были забыты.
По улицам европейских городов ездит немало машин, «питающихся» рапсовым или подсолнечным маслом
Вспомнить о них спустя почти 30 лет помогла нефтяная «война», начавшаяся в 1973 году. После невиданного скачка цен на нефть правительство США, главной страны импортера, приняло несколько законов, поощрявших производство и применение автомобильного спирта и биодизеля. Впрочем, американцы и сами быстро разобрались что почем и начали спешно закупать европейские дизельные автомобили, которые могли работать на дешевом рапсовом, соевом и кукурузном масле. Если в начале 1970-х в Штатах не было ни одного предприятия, производившего автомобильный этанол (прочие спирты в основном импортировались), то к 1980 году их стало уже 10, а к 1984-му — 160. Однако в 1985-м война окончилась полным фиаско для стран ОПЕК, цены на бензин опять упали, а половина этаноловых заводов закрылась.
Ныне самое время о них вспомнить, ведь даже оптимистично настроенные аналитики считают, что цены на нефть не опустятся ниже 40 долларов за баррель. И, значит, биологическое, выращенное на полях топливо вновь станет экономически выгодным.
А «неэкономически» оно было выгодно всегда. Биотопливо относится к возобновляемым энергоисточникам и этим принципиально отличается от нефти, газа и угля, запасы которых на нашей планете конечны. Кроме того, биотопливо экологически относительно чисто. Ведь при его сжигании в атмосферу выбрасывается не больше углекислоты, чем потребили растения, из которых оно было выработано. Была тонна углекислого газа, ее за время своего роста «съела» высаженная на поле кукуруза, кукурузу перегнали в спирт, спирт сожгли, и эта самая тонна вернулась туда, откуда ее на время извлекли, — в атмосферу. Следовательно, общее содержание этого газа, который многие климатологи считают основной причиной «глобального потепления», не увеличивается. Экологи называют такое положение вещей «нулевой эмиссией СО sub 2 /sub ».
Мотосамогон
Самым распространенным видом биотоплива считается этанол и различной крепости его смеси с бензином, основными из которых являются E10 и E85.
С процессом производства этанола знаком каждый, кто хоть раз в жизни гнал самогон либо видел, как его гонят. В сущности, известный многим чистый «первач», если очистить его от посторонних примесей и довести «крепость» с максимальных 96 до 99 градусов, и есть «этанол». В качестве сырья подходят практически любые виды растений. Рожь, кукуруза, свекла, картофель, рис, просто древесина, тростник — все, чем богато местное сельское хозяйство. Сырье собирается, перемалывается и закладывается в бродильный чан. Туда же добавляются вода, дрожжи и специальные ферменты, облегчающие и ускоряющие процесс. Процесс брожения, в результате которого дрожжевой грибок разлагает содержащийся в бывших растениях сахар на свободно улетучивающуюся углекислоту и спирт, продолжается несколько дней. Когда содержание спирта в браге достигает 15%, брожение прекращается, брагу фильтруют и заливают в специальный бойлер, в котором ее доводят до температуры 80–90 градусов. Спиртовой пар прогоняют через охлаждающий дистиллятор (змеевик). В получившемся спирте еще содержится 4% воды. Для того чтобы от нее избавиться, «огненную жидкость» пропускают через специальные «молекулярные сита» — абсорбенты, вытягивающие лишнюю воду и доводящие «крепость» конечного продукта до 99,6 градуса. Из тонны ржи получается 375 литров спирта, из тонны кукурузы — 410 литров, из тонны проса — 510. Средний современный биозавод по производству этанола может производить до 150 миллионов литров топлива в год. Производительность крупных биозаводов уже сейчас достигает миллиарда литров в год (этого хватит примерно на 700 000 автомобилей).
Король Таиланда Пумипон Адульядет — активный сторонник возобновляемых источников энергии. Оранжевая мякоть пальмовых плодов идет в стране на производство биодизеля
Заливать чистый этанол в бак обычного автомобиля не рекомендуется, поскольку он является прекрасным растворителем и окислителем. Следовательно, все соприкасающиеся с ним детали должны быть изготовлены либо из нержавеющей стали, либо из пластика. Зато в переделанную под него машину с одинаковым успехом можно заливать и бензин, и этанол, и любые его смеси. Сейчас разными компаниями в мире уже разработаны 34 модели автомобилей, как легковых, так и грузовых, с «совмещенной» системой заправки, они называются Flexible-Fuel Vehicle (FFV). Только по дорогам Соединенных Штатов уже ездят более 6 миллиoнов таких автомобилей. Специально для них в 36 штатах на заправках продается спирто-бензиновая смесь E85 (85% этанола и 15% бензина). Бензин в нее добавляется исключительно для того, чтобы двигатель лучше заводился в холодную погоду. В Швеции такая смесь в обязательном порядке должна быть на любой крупной заправочной станции, а автомобили, работающие на этаноле, могут бесплатно въезжать в центр Стокгольма и освобождаются там от платы за парковку, а для их владельцев снижен автомобильный налог. Так поощряется внедрение автомобилей с переделанным под этанол двигателем.
А вот для того чтобы использовать в качестве топлива популярную на Западе смесь Е10 (10% этанола на 90% бензина), никаких изменений в двигателе не требуется. Более того, специалисты бразильской компании Petrobas утверждают, что даже 20-процентная этаноловая добавка никакого вреда автомобилю не причинит. Но о Бразилии разговор особый. Эта страна не слишком богата нефтью, зато богата сахарным тростником, из отходов которого только в прошлом году бразильцы «выгнали» 16,5 миллиарда литров этанола. А это 45% мирового производства. Как результат, цена на спиртовое топливо в этом «этаноловом эмирате» опустилась уже ниже полудоллара за литр (при себестоимости 15–20 центов), а на спирту здесь теперь не только ездит 40% автомобилей, но и летают самолеты, производимые компанией Embraer (Empresa Brasileira de Aeronautica).
Даже 10-процентная добавка этанола уже на многое способна. Она снижает выбросы парниковых газов почти на 20%, так как этанол способствует более полному сгоранию топлива и изменению процентного состава выхлопа в сторону менее опасных газов — углекислый газ СО sub 2 /sub вместо угарного CO (по данным Argonne National Laboratory — от 12 до 19%). Добавка увеличивает октановое число топлива на 3 единицы, почти вдвое снижает токсичность выхлопа, увеличивает температуру воспламенения топлива с 290 до 425 градусов, что уменьшает вероятность пожара, скажем, при протечке в топливной системе. Эффект от использования смеси Е10 в 2005 году только в США был сравним, по подсчетам экологов, с сокращением автомобильного парка страны на 1 000 000 машин.
Доходы из отходов
Не менее перспективным топливом считается биогаз. Плюс его заключается в том, что получать его можно из любой органики. В дело идут шелуха от семечек, сухие листья, навоз, птичий помет, пищевые отходы... Производство биогаза предельно просто. Сырье для него закладывается в особый герметичный реактор, где оно и разлагается в отсутствие кислорода при постоянном подогреве и перемешивании. Помогают ему в этом особые анаэробные бактерии. В процессе брожения не только вырабатывается необходимый биогаз, но и убивается вся вредоносная микрофлора, а также устраняются неприятные запахи. В результате на выходе получается не только топливо, но и идеальное удобрение, более эффективное, чем простой навоз. От одной коровы можно получить до 2,5 кубометра биогаза за сутки. Такого количества легковому автомобилю хватит для 30-километрового пробега. Примерно такой же производительностью обладают 5 телят на откорме, 8 свиней, 15 человек или 300 кур.