Palivem se může stát i vše, co bylo nebo bude potravou. Nezáleží na tom, kde se právě nacházíte: v městském bytě, chatě na okraji lesa nebo v bungalovu na břehu moře – určitě je ve vaší blízkosti alespoň jeden zdroj biologického paliva. Hlavní podmínkou je organický původ surovin. Recenze článku na téma z online magazínu o energii a energii „Energy+“
Biopalivo se objevilo, když nikdo nepřemýšlel o energii. Lidé se po tisíce let topí u ohně a zapalují kamna a dokonce se jim podařilo vymyslet auta na dřevo (první takové auto se objevilo v roce 1900). Biopalivo je palivo vyrobené z rostlinných nebo živočišných surovin, odpadních produktů a organického odpadu. Může být pevná, kapalná a plynná.
To je palivové dřevo a vše, co ho může nahradit: piliny, kůra, sláma, štěpka, dokonce i skořápky ořechů a slupky semen. Pokud to vše slisujete do granulí, získáte pelety: levnou obdobu palivového dřeva, která zanechává méně popela a téměř žádný kouř. Pevné biopalivo lze použít k vytápění kamen, nebo je lze spalovat v tepelných elektrárnách k výrobě elektřiny.
Ve světě fungují stovky takových stanic a v Rusku je jich několik. Používají se k zásobování teplem malých měst, obcí nebo jednotlivých zařízení. Množství elektřiny vyrobené v takových stanicích závisí na tepelném výkonu a pohybuje se v desítkách megawattů.
Jedná se o alkoholy, které se používají jako přísada do benzínu. Nejoblíbenějším kapalným biopalivem (a ve světě nejrozšířenějším) je bioetanol, který se získává z plodin bohatých na cukr a škrob: kukuřice, cukrová řepa, brambory, obilí, cukrová třtina. Existuje také bionafta: hlavní surovinou pro ni jsou rostlinné oleje: řepkový, palmový, sójový, kokosový. Biologická nafta může být smíchána s ropnou naftou a použita jako samostatné palivo.
Biopaliva jsou teoreticky obnovitelným zdrojem s relativně malou uhlíkovou stopou. Pěstování surovin pro biopaliva však vyžaduje obrovské plochy a energetické zisky mohou být zanedbatelné.
„Například při výrobě etanolu z kukuřice se fosilní paliva používají k výrobě hnojiv, přepravě surovin a destilaci etanolu a množství energie vyrobené spalováním etanolu je výrazně menší než spalováním benzínu,“ vysvětluje odborník. “V krátkodobém horizontu je nepravděpodobné, že celý energetický komplex bude schopen přejít výhradně na biopaliva.”
Existují další možnosti kapalných biopaliv, jako je biobenzín, který se vyrábí z mikrořas. V roce 2019 představili ruští vědci z Moskevské státní univerzity a Společného institutu vysokých teplot Ruské akademie věd novou technologii, která umožňuje vyrábět biobenzín pomocí hydrotermálního zkapalňování. Mokrá biomasa se zahřeje na teplotu 370 stupňů Celsia a stlačí pod tlakem 25 megapascalů. Výsledkem je bioolej, ze kterého se následně oddělí benzinová frakce. Výhodou metody je, že surovinu není třeba předsušit, jak bylo dříve požadováno, a všechny složky mikrořas se přemění na bioolej.
Plynné biopalivo se vyrábí fermentací (řízeným hnitím) biomasy – organického odpadu – shnilého ovoce a zeleniny, odpadu ze zpracování masa nebo ryb. Ve speciálních bioplynových stanicích se pomocí mikroorganismů rozkládají organické látky a vzniká bioplyn složený z metanu a oxidu uhličitého.
V závislosti na požadovaných půdních zdrojích a energetické náročnosti se rostlinné materiály dělí na generace:
XNUMX. generace – zemědělské plodiny, které obsahují hodně tuků, škrobu, cukrů a vyžadují velké plochy pro pěstování;
XNUMX. generace — nepoživatelné zbytky rostlin: dřevo, sláma, slupky obsahující celulózu a lignin;
III generace – řasy, které ke svému růstu nevyžadují půdní zdroje.
Tam, kde bylo palivové dříví vždy vzácným zdrojem, lidé přišli s levnou náhražkou – hnojem. Trávicí odpad obsahuje mnoho jednoduchých organických látek s vysokou kalorickou hodnotou a poskytuje téměř tolik energie jako palivové dřevo. Hlavní je je pořádně vysušit.
Nejjednodušší je shromáždit hotové „koláče“ a poslat je na několik měsíců do dobře větraného prostoru, kde uschnou a zbaví se zápachu. Další možností je dlouhodobě hromadit hnůj, aby se stlačil a vypadal jako plastelína, a poté rozřezal na brikety a také poslal k sušení. Třetím způsobem je smíchat ho se slámou nebo senem, vyrobit cihly nebo koláče a usušit. Technologicky nejpokročilejší metodou přípravy takových briket je smíchání surovin s rostlinným plnivem, naložení do formy a lisování.
Palivové brikety lze vyrobit i z hlíny smíchané s papírem, plevami, skořápkami a slámou v poměru 1:10. K této směsi přidejte trochu vody, aby vznikla hustá „kaše“. Vloží se do formy a vloží pod lis a hotové brikety se pak suší na slunci.
K výrobě bioplynu budete kromě surovin, tedy organického odpadu smíchaného s vodou, potřebovat bioreaktor, živé bakterie a plynojem – zásobník, kam se dodává a skladuje hotový hořlavý produkt. Odpad se umístí do bioreaktoru, „fermentuje“ a v procesu se uvolňuje bioplyn. Vše, co fermentovalo, jde do speciální usazovací nádrže a pak se stává hnojivem. Bioplyn vstupuje do plynojemu a odtud do plynového zařízení.
Jednou z výhod biopaliva je jeho obnovitelnost. Tráva neustále roste a dobytek ji neustále zpracovává. Na kapalné biopalivo se ale nehodí například ledajaká tráva, potřebujeme „energetické rostliny“ – důležité zemědělské plodiny, zdroj potravin a krmiv: cukrová řepa, brambory, obilí. Jejich pěstování vyžaduje půdu, vodu, hnojiva, vybavení a paliva a maziva.
Aby si tyto dvě „inkarnace“ zemědělských rostlin vzájemně nekonkurovaly, hledají výrobci biopaliv druhy, které se stanou čistě energetickými plodinami. Existují úspěšní kandidáti: například nenáročný travník jižní (také nazývaný vějířovitý). Nebojí se horka a škůdců, je nenáročný na půdu a je připraven růst tam, kde jiná zrna ani nevyraší.
Stromy se také pěstují pro energii: na Zemi jsou celé energetické lesy. Druhy stromů a keřů v nich se shromažďují podle principu „rychlosti“: topol, vrba, akácie – všechny rychle rostou. Vědci považují biologické palivo za slibné, ale stále má daleko k fosilním palivům, která zajišťují více než 70 % celkové celosvětové spotřeby energie. Mezi obnovitelnými zdroji energie jsou biopaliva na posledním místě: zde dominuje vodní energie (asi 15 % celosvětové produkce energie v roce 2021), následuje větrná (asi 6 %), solární (asi 4 %) a biopaliva (asi 2 %). Nejčastěji se biopaliva využívají k vytápění soukromých domů, mnohem menší podíl pak v průmyslu a dopravě.
Většina moderních strojů, zařízení, mechanismů a systémů pracuje s palivem ropy, uhlí nebo zemního plynu. Ale nezapomeňte, že jejich zásoby se rychle zmenšují a nakonec úplně vyschnou. Již v naší době vznikají vojenské konflikty o právo vlastnit území bohatá na přírodní zdroje. Hledání dalšího, „nevyčerpatelného“ zdroje energie je proto stále naléhavější.
Mnoho energetických výzkumníků se domnívá, že biopaliva v budoucnu nahradí používání ropy a plynu. Samotná myšlenka využití biologického odpadu jako paliva se objevila relativně nedávno, ale již ukázala účinnost biopaliv jako zdroje energie. Vědci proto v tuto chvíli přicházejí se stále více novými způsoby, jak těžit biologické palivo.
Stručný obsah článku:
Kde se biopalivo používá?
Biopalivo ve skutečnosti 100% nahrazuje konvenční palivo. Lze jej použít k vytápění prostor (brikety, pelety, bioplyn), jako palivo pro automobilové motory (bionafta) nebo jako jiný druh paliva. Je pravda, že v tomto případě je nutná výměna některých mechanismů. Například bionafta je viskóznější než běžná motorová nafta.
Použití bionafty jako paliva vyžaduje instalaci motoru schopného pracovat s viskóznějším palivem. Dalším řešením by bylo použití směsi bionafty a klasické nafty. Všechny dieselové motory toto palivo akceptují.
Jaká technologie se používá k výrobě biopaliva?
V první řadě je třeba si uvědomit, že existují pevná, kapalná a plynná biologická paliva. Pro výrobu pevných biopaliv (brikety a pelety), odpady ze zemědělských rostlin (stébla slunečnice, kukuřičné listy, sláma. ), odpady z dřevozpracujícího průmyslu (štěpky, piliny, kůra. ) a další rostlinný odpad použitý.
V první fázi se suroviny rozdrtí. Poté se suší a lisuje do bloků (ve formě válce nebo hranolu). K výrobě kapalného biopaliva se používají speciální průmyslové plodiny (nejčastěji řepka).
Zpočátku se suroviny lisují, aby se získal rostlinný olej. Poté dojde k chemické reakci s jednosytnými alkoholy, jejímž výsledkem je bionafta.
Pro výrobu bioplynu je vhodný téměř jakýkoli odpad živočišného i rostlinného původu. Suroviny se vloží do uzavřené nádoby a naplní se vodou. Při procesu fermentace se uvolňuje plyn s vysokým obsahem metanu.
Extrakce biopaliv udělejte si sám
Chcete-li získat biopalivo doma, nemusíte mít specializované vzdělání ani investovat obrovské množství peněz. V této části vám řekneme, jak samostatně vyrobit „domácí“ biopalivo v několika krocích.
Pevná biopaliva
Najdeme dodavatele surovin. Může to být majitel pily, který má spoustu zbytků z výroby (hobliny, třísky, piliny), nebo velký zemědělec, který by se rád zbavil stonků a listů rostlin. Hlavní je zajistit stálý zdroj surovin pro vaši výrobu.
Připravujeme výrobní areál mimo obytné prostory (výroba je poměrně hlučná) a suchý sklad. Zakoupíme vybavení (mlýnek surovin, sušičku a lisovací a krájecí stroj). Není to levné! Rychle se vám ale vyplatí, pokud budete vyrábět brikety nejen pro vlastní potřebu, ale i na prodej.
Najdeme potenciální kupce (sousedy, známé nebo drobné živnostníky). To pomůže nejen zajistit vytápění vašeho domova, ale také dosáhnout dobrého finančního zisku.
Kapalná paliva na biologické bázi
Vysazujeme velké plochy řepky, slunečnice nebo sóji. Jsou to suroviny nezbytné pro výrobu.
Připravujeme místnost na výrobu paliva (velkou a dobře větratelnou) a skladovací prostor. Nakupujeme vybavení. Lis na lisování oleje, skladovací nádoby (ne kovové!), filtry na čištění oleje od nečistot. Dále budete potřebovat methanol a hydroxid sodný.
Buď opatrný! Pro výrobu kvalitního paliva je nutné při výrobě dodržet všechny proporce.
Najdeme kupce. Bionafta je vhodná pro motory traktorů nenáročné na údržbu. Zkuste uzavřít smlouvu s traktorovou brigádou nebo velkým zemědělským podnikem.
