США. Установка, на якій їх учені досліджують можливості виробництва біопалива з водоростей
Скоро виповниться рік, як прем'єр Юлія Тимошенко пообіцяла: в Україні розгорнеться програма по забезпеченню країни біологічним паливом власного виробництва. Причому мова йшла не про набівшем оскому біогазі з екскрементів (на думку фахівців, його широке використання досить проблематично через нестабільність хімічного складу - дивіться ТУТ ), А про зовсім нове явище: біопаливі для автомобілів, яке виробляють водорості. "Вони ростуть в трубах і навіть не доторкаються до землі. На даний момент все це піднімаємо і ставимо, по-перше, на експериментальну базу, а по-друге, на промислове виробництво Вартість дизельного пального з водоростей буде в межах 2 гривень, бензину - 3 гривень, а його якість набагато краще, ніж у того, яке виготовляється з нафтопродуктів ", - пояснила прем'єр.
Сьогодні розшукала ці таємничі водорості, і вчених, які їх вирощують: в Києві в Інституті ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України. На жаль, виявилося, що поки ніде в світі немає промислового виробництва палива з таких водоростей і невідомо, коли це буде. При цьому за кордоном в подібні розробки вкладають сотні мільйонів доларів, у нас - копійки.
БОТРІОКОККУСИ. Відкриємо таємницю: живі виробники біопалива називаються "Ботріококкус Броун". "Це - унікальні одноклітинні водорості розміром в 5 мікрон (0,005 мм) і вагою близько 1 мг (0,001 г), які в процесі росту накопичують в собі не жирні кислоти, як інші рослини: ріпак, соняшник, водорості хлорела (саме такі кислоти є сировиною для біодизельного палива), а нефтеподобние з'єднання - довголанцюгові вуглеводні. Фактично це - біологічна нафту, яка не потребує подальшої обробки для отримання з неї палива, але якщо її піддати крекінгу (переробки на НПЗ), як викопну нафту, довгі цепоч ки вуглеводнів від високої температури порвуться на більш короткі і вийде бензин і дизпаливо, - розповідає заступник директора з науки Інституту ботаніки доктор біологічних наук Олена Золотарьова. - В ботріококкусе Біонафта накопичується всередині клітин (їх добре видно в звичайний мікроскоп) у вигляді крапель і при несильному натисканні легко виділяється з них в позаклітинний простір, причому суха маса кожної клітини містить до 70% вуглеводнів. Саме тому ботріококкус розглядається як один з найбільш цікавих живих об'єктів для вироблення пального. Однак є серйозна проблема. Водорості одноклітинна, але колоніальна: зростає не окремими клітинами, а злипається у великі конгломерати. В результаті клітинам, які знаходяться всередині цього "грудки", не вистачає світла і вони погано розвиваються. До того ж, хороші штами дуже дорогі: невелика пробірка коштує сотні тисяч доларів. Проблема вирощування ботріококкуса в промислових масштабах не вирішена і говорити про регулярне отриманні великих обсягів палива з нього прямо завтра можна, та й ціна його зараз буде аж ніяк не 3 гривні за літр, а на порядок більше ".
А ось біодизель - продукт, що виробляється з рослинних масел і змішувальний з дизельним паливом в пропорції від 5 до 30% (без переробки двигуна), дійсно набагато вигідніше виробляти зі звичайної хлорели, яка живе в наших річках і озерах, ніж навіть з рапсу або соняшнику . "Соняшник дає 800 кг олії з гектара, ріпак - тонну, олійна пальма (у нас вона не росте) - 5 тонн, а мікроводорості - 79,3 тонни (!) З гектара, або майже в 80 разів більше, ніж ріпак і в 100 разів більше, ніж соняшник ", - говорить професор Золотарьова.
Прекрасний результат, але є маса технологічних проблем, визнає вона: наприклад, необхідно вночі підігрівати воду в водоймах з водоростями. У південних штатах США - Каліфорнія, Нью-Мексико, Гаваї протягом 6 років проводили експерименти з промислового вирощування хлорели у відкритих водоймах площею 1000 кв. м (0,1 га). Вдалося домогтися приросту до 50 г біомаси з 1 кв. м в день або до 50 кг з 0,1 га. Це означає, що 2 мільйони таких ставків (0,1% земель в США, придатних для вирощування водоростей) могли б давати палива для 5% американських автомобілів, але поки до промислової переробки в США справа не дійшла - потрібно вкласти мільярди доларів.
Підручні засоби. Так досліджують водорості українські вчені
НАШ РІПАК ЙДЕ ЗА КОРДОН. Для України розрахунки показують: щоб паливо з хлорели було дешевше, ніж з нафти, водорості також треба вирощувати у відкритих водоймах, під сонячним світлом, щоб не витрачати на освітлення електроенергію. На жаль, в наших широтах це можливо тільки в Криму, і то взимку хлорела буде рости дуже повільно. Тому в Україні ріпак і соняшник як і раніше є найпоширенішим сировиною для виробництва біодизеля, незважаючи на те, що вони сильно виснажують грунт. В основному його експортують до Німеччини: німці платять українським фермерам гарні за нашими мірками гроші - до 1200 грн. за тонну, це більше на 20%, ніж за тонну продовольчої пшениці 3 класу, вирощувати яку набагато дорожче, ніж ріпак. У минулому році його експортували близько 700 тис. Т.
А ЯК У НИХ: ПОПЕРЕДУ НІМЦІ, ПОЗАДУ РОСІЯНИ
Ідея перевести автомобільні двигуни на біопаливо: етанол (замінник бензину) і біодизель виникла майже півстоліття тому. Найбільш просунулася в цьому напрямку Бразилія, де більше 30% автомобілів їздить на суміші етанолу з бензином. В якості сировини використовується цукрова тростина, якого в Бразилії вирощують стільки, що за рік з нього отримують більше 6 млрд. Л етанолу, з яких третина (2,2 млрд. Л) йде на отримання суміші безводного етанолу з бензином (всі автомобілі України в рік споживають до 7 млрд. л бензину).
Вартість літра етанолу в Бразилії - близько $ 0,5, що майже вдвічі дешевше, ніж бензин, хоча при використанні біопалива виникають певні проблеми, які потребують доопрацювання двигуна (см. На сусідній сторінці). До речі, в Бразилії вже не користуються попитом звичайні машини, а купуються тільки ті, які можуть їздити на будь-який суміші етанолу і бензину. Але ця країна - виняток саме тому, що у них багато дешевої сировини і теплий клімат, в якому мотори на етанолі добре працюють.
У США, що займають друге місце в світі по використанню біоетанолу, що отримується з зернових, приблизно половина бензину продається з добавкою 10% біоетанолу. У Європі частка біопалива становить 2-3%. при ціні близько $ 600 за тонну, що можна порівняти з вартістю тонни бензину. Основний упор в Старому Світі зроблений не на етанол, а на біодизель. Попереду Німеччина, де його виробляють в основному з рапсу близько 3 млн. Т на рік, далі йдуть Італія та Франція - до 1 млн. Т і Британія - до 500 тис. Т., Ще 12 країн Європи дають всі разом близько мільйона тонн щорічно .
На території СНД першим почав виробляти біоетанол Казахстан - в 2006 р там був запущений завод потужністю 57 тис. Т біоетанолу в рік, на що йде 220 тис. Т. Пшениці в рік. Для забезпечення заводу сировиною компанія пробрела 200 тис. Га землі і планує відкрити ще 3 таких 3 підприємства. У Росії, як відомо, багатою нафтою, ринок біопалива практично не розвинений.
У ЄВРОПІ БІОПАЛИВО ВПРОВАДЖУЮТЬ "ДОБРОВІЛЬНО-ПРИМУСОВО"
Незважаючи на всі переваги водоростей, але через технологічні труднощі при виробництві з них біопалива, поки найбільш реальним є традиційне сировина: це спирт для біоетанолу (його змішують з бензином в пропорції від 6% до 85% спирту) і рослинні масла для біодизеля ( від 5 до 30% біодизеля, інше - так званий петродизеля (від петролеум - нафта). Плюс додають спеціальні вельми дорогі хімічні присадки, стабілізуючі склад палива.
Що стосується використання спирту і біодизеля в чистому вигляді, то це, на думку вчених, неможливо без істотної зміни конструкції двигунів внутрішнього згоряння: наприклад, заміни дешевих алюмінієвих, пластикових і гумових деталей на нержавіючу сталь, що істотно (до 5-6%) збільшить вартість автомобіля.
Але навіть якщо виробники автомобілів і погодяться на такі витрати, це не означає, що споживачі масово перейдуть з бензину і солярки на біопаливо. В Європі (та й в Україні), на відміну від Бразилії, немає надлишку цукрового очерету та іншої сировини, яке можна було б переробити на спирт і навпаки, досить традиційних нафтопродуктів. Причому вартість їх не набагато вище, ніж у біопалива, тому приватник не особливо зацікавлений "шукати від добра добра", переходячи зі старого доброго бензину на невідомий йому продукт, переваги якого виглядають вельми сумнівними, незважаючи на рекламу. "Якщо щось трапиться з моєю машиною через це біопалива, ремонтувати її доведеться мені, а не тим, хто закликає берегти природу", - розмірковує більшість автовласників - і заправляються бензином.
Тому на Заході впровадження екологічно чистого палива відбувається "добровільно-примусово", на державному рівні: в основному в громадському транспорті - муніципальних автобусах, таксі, автомобілі швидкої допомоги, пожежників, машинах, які вивозять сміття і т. Д. Країни, що входять в Євросоюз , зобов'язані до 2010 р замінити біопаливом 5,75% споживаних ними нафтопродуктів (зараз відсоток вдвічі менше).
"Поки українцям пропонують заливати в бак невідомо що, виготовлене не тільки не за європейськими, але навіть не по вітчизняним стандартам. В даний час є близько десятка технічних умов на всілякі спиртові та ефірні суміші, які з великою натяжкою можна назвати аналогами європейських Е85 (85 % спирту, до 15% бензину і 1% присадок) і В30 (30% біодизеля, 70% петродизеля) ", - говорить заступник директора Науково-технічного центру" Психея "Геннадій Рябцев. До речі, за підрахунками пана Рябцева, біодизель на наших АЗС повинен коштувати не більше 4,90 грн. / Л, біобензин - 5,25 грн / л. Для порівняння ДТ - 530-5,40 грн. / Л, А-95 - 5,80-6,00 грн.
"ВЖЕ ПРИ ПЛЮС 15-ТІ МОТОР НЕ заведеш"
Євген Полункін. Вчений вважає, що біопаливо - не панацея
"Експлуатація авто на біоетанолі виявила не тільки його гідності, а й недоліки, -" говорить заввідділом гомогенного каталізу і присадок до нафтопродуктів Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України Євген Полункін. - Назву основні.
Якщо спирту в паливній суміші багато, він викликає корозію алюмінієвих сплавів, з яких зроблені паливні насоси більшості автомобілів. Через 8-10 тис. Км насос треба міняти, а коштує він у хорошій іномарки до 1000 євро.
Спирт добре знежирює будь-які поверхні, але для циліндрів двигунів це дуже погано: спирт змиває масло зі стінок циліндрів, через що знижується в 7-8 разів величина так званої точки задирака, при якій різко зростає тертя між поршнем і циліндром, двигун починає інтенсивно руйнуватися. Щоб цього уникнути, треба додавати спеціальні присадки з високому вмістом антиоксидантів (антиокислювачів), які коштують досить дорого, а це підвищує ціну біопалива.
У біоетанолу низький тиск насичених парів, тому двигун в холодну погоду (нижче +15 градусів) може взагалі не завестися. У Бразилії та в Європі з цим борються, запускаючи двигун бензином з додаткового бачка і вводячи присадку - ізопентан, що підвищує тиск насичених парів в циліндрі.
Коли спирту в бензині мало (до 6%), він при низьких температурах з'єднується з водою і, взаємодіючи з вуглеводнями, що містяться в бензині, розшаровується, утворюючи желеподібну суміш, яка забиває трубопроводи, що подають паливо в циліндри двигуна. Це усувається додаванням спецпрісадок, але потрібно точно витримувати технологію.
Що стосується біодизелю, то він набагато менш примхливий і в пропорції до 30% не викликає жодних проблем в роботі дизельних двигунів ".
Директор НДІ "МАСМА" (Київ) Олег Швидкий впевнений, що при дотриманні технології виробництва біоетанолу (мова про що містить до 60% спирту і 40% бензину), автомобілю таке пальне абсолютно не шкодить, адже воно відповідає стандарту "Євро-4" для бензину . "Наші дослідження показали: ніякого осаду ні в двигуні, ні в бензобаку, ні у фільтрах паливної системи не спостерігається", - стверджує Швидко.
У той же час, один з фахівців СТО корпорації "Укравто" пригадав, що в середині 90-х рр. йому доводилося ремонтувати легковий автомобіль, який їздив на так званому "бензини моторні сумішеві", що містить 6% спирту. "Трубопроводи бензину були повністю забиті желеподібної масою, довелося їх чистити і міняти паливний насос", - розповів нам майстер.
Незалежний автоексперт Владислав Бовсуновський додав, що у спирту температура горіння відрізняється від параметрів бензину, через що можуть виникнути проблеми з довговічністю моторів. Так, якщо двигун не пристосований до роботи на альтернативному паливі, спирт може пошкодити прокладку між голівкою блоку циліндрів і самим блоком. Тоді гази підуть в систему охолодження, двигун закипить або почнуться процеси кавітації, що призведе до передчасного капремонту. Є, на думку пана Бовсуновського, недоліки і у біодизеля: треба регулярно (приблизно раз на місяць) очищати хімічними добавками паливний бак від розвиваються в паливі бактерій і органічних залишків, промивати від них же топлівопроводи. Крім того, необхідні спеціально призначені для роботи з біодизелем паливні фільтри. "В Європі для роботи з біодизелем випускають вантажівки в спеціальній комплектації, паливна система і двигун яких враховують особливості виду палива. В Україні ж таких вантажівок не роблять і робити не збираються. У нас є лише поодинокі екзепляри таких машин, завезені з Європи в якості секонд -хенда ", - додає експерт.
Збільшену графіку дивіться ТУТ
УКРАЇНСЬКИЙ СПИРТ: НЕ В ПЛЯШКИ, А в бензобаку
З лютого нинішнього року в Україні відновлено виробництво біопалива на основі етилового спирту. Причому вітчизняні спиртовики готові буквально залити вітчизняний ринок моторним паливом під маркою БІО-100, в якому міститься 60% етанолу. Глава концерну "Укрспирт", що є монополістом з випуску "вогненної води", Іван Яковець вважає, що на виробництво горілки та інших лікеро-горілчаних виробів має йти не більше 15% всього виробленого в країні спирту (до 2 млрд літрів в рік), а інше - в бензобаки. З огляду на, що сировини для виробництва спирту у нас достатньо (зерно, цукрові буряки), це дозволить замінити біопаливом більше половини імпортованого бензину (зараз співвідношення імпорту та власного виробництва бензину - 50:50 зі споживаних 7 млн. Т в рік).
На жаль, поки біопалива випускають набагато менше - єдине держпідприємство "Лохвицький спиртовий комбінат" дає на добу компонентів для випуску 80 тонн бензину БІО-100, це означає, що за рік (спиртзаводи працюють 300 днів на рік і 2 місяці на профілактиці) Лохвиця може дати 24 тис. т, це навіть не крапля в морі. Але, як розповів нам керівник прес-служби концерну "Укрспирт" Ельдар Салямов, найближчим часом задіюють ще 4 спиртзаводу і через 2-3 роки концерн планує вийти на 200 тисяч тонн біопалива на рік. Планується, що їм будуть заправлятися вантажівки (в основному в аграрному секторі) і інша сільгосптехніка, яка працює на бензині.
"За висновками фахівців АН України, БІО-100 ідеально підходить для сучасних автомобілів з інжекторної (у старих авто - карбюратори) системою подачі палива, при цьому потужність і витрата палива такої ж, як у працюючих на бензині, а викидаються в атмосферу шкідливих речовин, перш за все бензопірену (він викликає рак) на порядок менше, ніж у бензину ", - переконує Талят.
У зв'язку з цим варто згадати, що в 2007 р БІО-100 вже вироблявся на Лохвицькому спирткомбінаті і продавався на заправках в Київській, Одеській, Дніпропетровській і Чернівецькій областях якоїсь приватної структурою за ціною, приблизно дорівнює вартості бензину А-95 (тоді це було 3 , 6-4,0 грн. / л), але в рекламі стверджувалося, що він відповідає А-98 (близько 5 грн. / л). Автомобілісти зустріли новинку насторожено: власники дорогих іномарок, що їздять на А-98, воліли не ризикувати і заправлялися традиційної "горючкою". Свою роль зіграли і публікації в пресі (можливо, оплачені нафтотрейдерами, що не бажають терпіти конкурентів), в яких стверджувалося, що БІО-100 не відповідає заявленим характеристикам, а вплив його на паливну систему і двигун автомобіля до кінця не вивчено. В результаті проект зазнав фіаско.
Прикріплений файл:Прикріплений файл
bio.jpgЧитайте найважливіші та найцікавіші новини в нашому Telegram