Pinag-usapan ni Mazda ang pagsuporta sa maraming mga proyekto sa pananaliksik na bumubuo ng berdeng mga alofenya na nakabase sa algae. Sa hinaharap, pinlano na simulan ang malaking sukat na paglabas nito.
Ang gawaing lumikha ng mga bagong gasolina para sa mga panloob na engine ng pagkasunog na nagmula sa damong-dagat ay isinasagawa ng University of Hiroshima at Tokyo Institute of Technology. Sa panahon ng pagkasunog, ang gasolina ay nagpapalabas lamang ng dami ng carbon dioxide na dati ay nasisipsip mula sa kapaligiran ng algae sa panahon ng paglaki. Dahil dito, ang gasolina ay neutral sa mga tuntunin ng mga nakakapinsalang paglabas.
Bilang karagdagan sa pagiging kaibig-ibig sa kapaligiran, bukod sa mga pakinabang ng isang bagong uri ng gasolina, ang hindi mapagpanggap na algae ay nabanggit, na maaaring lumago sa mga rehiyon na hindi angkop para sa iba pang mga uri ng agrikultura. Hindi kinakailangan ang sariwang tubig para sa kanilang patubig. Ang gasolina batay sa mga ito ay maaaring maiod at hindi nakakapinsala kung sakaling magkaroon ng isang pag-ikot.
Ang pangunahing problema ng bagong biofuel mula sa algae ay ang mataas na gastos ng produksyon kumpara sa maginoo na gasolina at diesel. Kung maaari itong malutas, plano ng Mazda na gumamit ng bagong gasolina sa 95 porsyento ng mga kotse sa pamamagitan ng 2030. Papayagan nitong magpatuloy upang makagawa ng mga kotse na may ICE hanggang sa 2040s.
Mga pagbuo ng mga biofuel na gulay
Ang mga materyales sa halaman ay nahahati sa mga henerasyon.
Mga hilaw na materyales unang henerasyon ay mga pananim na may mataas na nilalaman ng taba, almirol, asukal. Ang mga taba ng gulay ay naproseso sa biodiesel, at ang mga starches at sugars ay na-convert sa ethanol. Dahil sa hindi tuwirang mga pagbabago sa paggamit ng lupa, ang gayong mga hilaw na materyales ay madalas na gumagawa ng mas maraming pinsala sa klima kaysa sa mga maiiwasan sa pamamagitan ng hindi pagsunog ng mga fossil fuels. Bilang karagdagan, ang pag-alis mula sa merkado ay direktang nakakaapekto sa presyo ng pagkain. Halos lahat ng mga modernong biofuel ng transportasyon ay ginawa mula sa mga unang materyales na hilaw na henerasyon, ang paggamit ng mga pangalawang henerasyong hilaw na materyales ay nasa mga unang yugto ng komersyalisasyon o sa proseso ng pananaliksik.
Ang mga non-food na labi ay mga nilinang halaman, damo at kahoy ay tinatawag pangalawang henerasyon mga hilaw na materyales. Ang pagkuha nito ay mas mura kaysa sa mga pananim ng unang henerasyon. Ang nasabing mga hilaw na materyales ay naglalaman ng selulusa at lignin. Maaari itong direktang sunugin (tulad ng nakagawian na gawa sa kahoy), gasified (pagtanggap ng mga sunugin na gas), at pyrolyzed. Ang pangunahing kawalan ng pangalawang henerasyon ng mga hilaw na materyales ay nasakop ang mga mapagkukunan ng lupa at medyo mababa ang pagbabalik sa bawat lugar ng yunit.
Pangatlong henerasyon hilaw na materyales - algae. Hindi sila nangangailangan ng mga mapagkukunan ng lupa, maaari silang magkaroon ng isang malaking konsentrasyon ng biomass at isang mataas na rate ng pag-aanak.
Pangalawang Biofuels ng Pangalawang Henerasyon
Ang mga biofuel ng pangalawang henerasyon - iba't ibang mga gasolina na nakuha ng iba't ibang mga pamamaraan ng pyrolysis ng biomass, o iba pang mga uri ng mga gasolina, bilang karagdagan sa methanol, ethanol, biodiesel na ginawa mula sa mga mapagkukunan ng "pangalawang henerasyon" na mga hilaw na materyales.
Ang mga mapagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa mga biofuels ng pangalawang henerasyon ay mga ligno-cellulosic compound na natitira matapos ang mga bahagi ng biological raw na materyales na angkop para magamit sa industriya ng pagkain ay tinanggal. Ang paggamit ng biomass para sa paggawa ng mga biofuels ng ikalawang henerasyon ay naglalayong bawasan ang dami ng lupa na ginagamit para sa agrikultura. Mga halaman - mga mapagkukunan ng mga hilaw na materyales ng ikalawang henerasyon ay kinabibilangan ng:
- Algae - na kung saan ay simpleng mga organismo na inangkop upang lumago sa maruming tubig o asin (naglalaman ng hanggang sa dalawang daang beses na mas langis kaysa sa mga mapagkukunan ng unang henerasyon, tulad ng mga soybeans),
- Ginger (halaman) - lumalaki sa pag-ikot na may trigo at iba pang mga pananim,
- Jatropha curcas o Jatropha - lumalaki sa mga sugat na lupa, na may nilalaman ng langis na 27 hanggang 40% depende sa species.
Ang mabilis na pyrolysis ay nagbibigay-daan sa iyo upang maging biomass sa isang likido na mas madali at mas mura upang mag-transport, mag-imbak at magamit. Mula sa likido, posible na makagawa ng gasolina ng sasakyan, o gasolina para sa mga halaman ng kuryente.
Sa mga pangalawang henerasyong biofuel na ibinebenta sa merkado, ang pinakatanyag ay ang BioOil na ginawa ng kumpanya ng Canada na Dynamotive at ang kumpanya ng Aleman na CHOREN Industries GmbH.
Ayon sa German Energy Agency (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (na may mga kasalukuyang teknolohiya), ang paggawa ng fuel ng biomass pyrolysis ay maaaring masakop ang 20% ng mga pangangailangan ng automotive fuel ng Alemanya. Sa pamamagitan ng 2030, sa pag-unlad ng teknolohiya, ang biomass pyrolysis ay maaaring magbigay ng 35% ng pagkonsumo ng gasolina ng automotiko. Ang gastos ng produksyon ay mas mababa sa € 0.80 bawat litro ng gasolina.
Ang Pyrolysis Network (PyNe), isang organisasyon ng pananaliksik na pinagsama ang mga mananaliksik mula sa 15 mga bansa ng Europa, ang USA at Canada, ay nilikha.
Ang paggamit ng mga likidong produkto ng coniferous wood pyrolysis ay napaka-promising din. Halimbawa, ang isang halo ng 70% gum turpentine, 25% methanol at 5% acetone, iyon ay, ang mga dry distillation fraction ng pine resinous na kahoy, ay maaaring matagumpay na magamit bilang isang kapalit ng A-80 na gasolina. Bukod dito, para sa distillation, ginagamit ang basura mula sa paggawa ng kahoy: mga sanga, tuod, bark. Ang ani ng mga fraksiyon ng gasolina ay hanggang sa 100 kilograms bawat toneladang basura.
Pangatlong Mga Binubuo ng Biofuel
Ang mga pang-ikatlong henerasyon na biofuel ay mga gasolina na nagmula sa algae.
Ang Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos mula 1978 hanggang 1996 ay nag-aral ng high-algae algae sa Aquatic Species Program. Napagpasyahan ng mga mananaliksik na ang California, Hawaii, at New Mexico ay angkop para sa pang-industriya na produksyon ng algae sa mga bukas na lawa. Sa loob ng 6 na taon, ang algae ay lumaki sa mga lawa na may isang lugar na 1000 m². Ang New Mexico Pond na Lubhang Nabihag sa CO2. Ang pagiging produktibo ay higit sa 50 gr. algae na may 1 m² bawat araw. Ang 200 libong ektarya ng mga lawa ay maaaring makagawa ng sapat na gasolina para sa taunang pagkonsumo ng 5% ng mga kotse ng US. 200 libong ektarya - ito ay mas mababa sa 0.1% ng lupang US na angkop para sa lumalagong algae. Ang teknolohiya ay mayroon pa ring maraming mga problema. Halimbawa, ang pag-ibig sa algae ng mataas na temperatura, ang isang klima sa disyerto ay angkop para sa kanilang produksyon, ngunit ang ilang regulasyon sa temperatura ay kinakailangan para sa mga pagkakaiba sa temperatura sa gabi. Sa huling bahagi ng 1990s, ang teknolohiya ay hindi nakapasok sa pang-industriya na produksiyon dahil sa mababang halaga ng langis.
Bilang karagdagan sa lumalagong algae sa mga bukas na lawa, may mga teknolohiya para sa lumalagong algae sa maliit na bioreactors na matatagpuan malapit sa mga halaman ng kuryente. Ang basurang init ng isang thermal power plant ay maaaring masakop ng hanggang sa 77% ng kinakailangang init na kinakailangan para sa lumalagong algae. Ang teknolohiyang ito ay hindi nangangailangan ng isang mainit na klima sa disyerto.
Mga uri ng Biofuels
Ang mga biofuel ay nahahati sa solid, likido at gas. Ang solid ay tradisyonal na kahoy na panggatong (madalas sa anyo ng basura sa paggawa ng kahoy) at mga pellets ng gasolina (pinindot ang mga maliliit na nalalabi sa paggawa ng kahoy).
Ang mga likido na gasolina ay mga alkohol (methanol, ethanol, butanol), esters, biodiesel at biomass.
Mga gasolina na gasolina - iba't ibang mga mixtures ng gas na may carbon monoxide, mitein, hydrogen na nakuha ng thermal agnas ng mga hilaw na materyales sa pagkakaroon ng oxygen (gasification), nang walang oxygen (pyrolysis) o sa pamamagitan ng pagbuburo sa ilalim ng impluwensya ng bakterya.
Solid biofuel
Ang kahoy na kahoy ay ang pinakalumang gasolina na ginagamit ng sangkatauhan. Sa kasalukuyan, sa mundo para sa paggawa ng kahoy na panggatong o biomass, ang mga kagubatan ng enerhiya ay lumago, na binubuo ng mga mabilis na lumalagong species (poplar, eucalyptus, atbp.). Sa Russia, ang kahoy at biomass ay higit sa lahat pulpwood, na hindi angkop sa kalidad para sa paggawa ng kahoy.
Mga butil ng butil at briquette - pinindot ang mga produkto mula sa basura sa kahoy (sawdust, kahoy na chips, bark, fine at substandard na kahoy, pag-log residues sa panahon ng pag-log), dayami, basurang pang-agrikultura (husks ng mirasol, nutshell, manure, manok ng dumi) at iba pang mga biomass. Ang mga butil ng gasolina ng kahoy ay tinatawag na mga pellets, ang mga ito ay nasa anyo ng cylindrical o spherical granules na may diameter na 8-23 mm at isang haba ng 10-30 mm. Sa kasalukuyan, sa Russia ang paggawa ng mga fuel pellets at briquette ay matipid ang kita sa malalaking dami.
Ang mga mapagkukunan ng enerhiya na pinagmulan ng biyolohikal (higit sa lahat pataba, atbp.) Ay briquetted, tuyo at sinusunog sa mga fireplace ng tirahan ng mga gusali at mga hurno ng mga thermal power halaman, na bumubuo ng murang koryente.
Mga kagustuhan ng biological na pinagmulan - walang pinag-aralan o may isang minimum na antas ng paghahanda para sa pagkasunog: sawdust, kahoy chips, bark, husk, husk, straw, atbp.
Mga kahoy na chips - ginawa sa pamamagitan ng paggiling pinong kahoy o pagpuputol ng mga nalalabi sa tuwing pag-aani nang direkta sa pagputol ng lugar o basura sa pagproseso ng kahoy sa paggawa gamit ang mga mobile chippers o paggamit ng mga nakatigil na tsinelas (shredder). Sa Europa, ang mga kahoy na chips ay pangunahing sinusunog sa malalaking thermal power halaman na may kapasidad ng isa hanggang sa ilang mga sampu-sampung megawatts.
Kadalasan din: fuel pit, munisipal na basura ng munisipalidad, atbp.
Bioethanol
Ang paggawa ng mundo ng bioethanol noong 2015 ay umabot sa 98.3 bilyong litro, kung saan 30 ang nasa Brazil at 56.1 sa Estados Unidos. Ang Ethanol sa Brazil ay pangunahing ginawa mula sa tubo, at sa Estados Unidos mula sa mais.
Noong Enero 2007, sa isang mensahe sa Kongreso, si George W. Bush ay nagmungkahi ng 20 para sa 10 plano. Ang plano ay iminungkahi na bawasan ang pagkonsumo ng gasolina ng 20% sa 10 taon, na mabawasan ang pagkonsumo ng langis ng 10%. Ang 15% ng gasolina ay dapat na mapalitan ng biofuel. Noong Disyembre 19, 2007, ang Pangulo ng US na si George W. Bush ay pumirma sa United States Energy Independence and Security Act (EISA ng 2007), na tinawag para sa paggawa ng 36 bilyon na galon ng ethanol bawat taon sa pamamagitan ng 2022. Kasabay nito, 16 bilyong galon ng ethanol ang dapat gawin mula sa selulusa - hindi pagkain ng mga hilaw na materyales. Ang pagpapatupad ng batas ay nahaharap sa maraming mga paghihirap at pagkaantala, ang mga layunin na itinakda dito ay paulit-ulit na binagong pababa.
Ang Ethanol ay isang mas kaunting "enerhiya-siksik" na mapagkukunan kaysa sa gasolina, ang agwat ng mga kotse na tumatakbo E85 (isang halo ng 85% na ethanol at 15% na gasolina, ang titik na "E" mula sa English Ethanol), bawat yunit ng gasolina ay tinatayang 75% ng mileage ng karaniwang mga kotse. Ang mga maginoo na kotse ay hindi maaaring gumana sa E85, kahit na ang mga panloob na engine ng pagkasunog ay mahusay na gumagana E10 (inaangkin ng ilang mga mapagkukunan na maaari mo ring gamitin ang E15). Sa "tunay" na ethanol maaari lamang gumana ang tinatawag na. "Flex-Fuel" machine ("flex-fuel" machine). Ang mga kotse na ito ay maaari ring gumana sa ordinaryong gasolina (kinakailangan ang isang maliit na pagdaragdag ng etanol) o sa isang di-makatwirang halo ng pareho. Ang Brazil ay pinuno sa paggawa at paggamit ng tubo bioethanol bilang isang gasolina. Ang mga istasyon ng gas sa Brazil ay nag-aalok ng isang pagpipilian E20 (o E25) sa ilalim ng kilos ng ordinaryong gasolina, o "acool", isang etanol azeotrope (96% C2H5Ang OH at 4% na tubig, ang isang mas mataas na konsentrasyon ng ethanol ay hindi maaaring makuha sa pamamagitan ng maginoo distillation). Sinasamantala ang katotohanan na ang ethanol ay mas mura kaysa sa gasolina, ang mga walang-ingat na ahente ng refueling ay nagpalabnaw sa E20 ng isang azeotrope, upang ang konsentrasyon nito ay maaaring lihim na maabot ang 40%. Ang pag-convert ng isang maginoo na makina sa kakayahang umangkop-gasolina ay posible, ngunit hindi magagawa sa ekonomya.
Cellulose Ethanol Production sa USA
Noong 2010, naglabas ng data ang Environmental Protection Agency (EPA) ng Estados Unidos sa paggawa ng 100 milyong galon ng cellulose ethanol sa Estados Unidos, batay sa mga pahayag mula sa dalawang kumpanya. Saklaw ng mga gasolina at Enerhiya ng cello. Ang parehong mga kumpanya ay tumigil sa operasyon sa parehong taon nang hindi nagsisimula ang paggawa ng gasolina.
Noong Abril 2012, ang kumpanya Mga asul na asukal gumawa ng unang 20 libong galon, pagkatapos nito ay tumigil ito sa aktibidad na ito.
Kumpanya INEOS Bio noong 2012, inihayag nito ang paglulunsad ng "unang komersyal na planta ng produksyon ng ethanol mula sa selulusa na may kapasidad na 8 milyong galon bawat taon," ngunit ang EPA ay hindi nagtala ng anumang tunay na paggawa nito.
Noong 2013, natagpuan ang EPA na zero cellulose ethanol production sa Estados Unidos.
Noong 2014, apat na kumpanya ang inihayag ng pagsisimula ng supply:
- Mga Proseso ng mais sa Quad County - Hulyo 2014, 2 milyong galon bawat taon,
- POET - Setyembre 2014, 25 milyong galon bawat taon,
- Abengoa - Oktubre 2014, 25 milyong galon bawat taon,
- Dupont - Oktubre 2015, 30 milyong galon bawat taon.
Ayon sa EPA para sa 2015, ang 2.2 milyong galon ay talagang ginawa, iyon ay, 3.6% ng ipinahayag ng apat na kumpanya na nabanggit sa itaas.
Abengoa noong 2015 ipinahayag na pagkalugi.
Ang Batas ng Enerhiya at Kaligtasan ng Enerhiya, na ipinasa noong 2007 ng US Congress, na tinawag para sa paggawa ng 3 bilyon na galon sa US noong 2015. Kaya, ang aktwal na produksyon ay umabot lamang sa 0.073% ng layunin na idineklara ng Kongreso, sa kabila ng mga makabuluhang pamumuhunan at suporta ng estado.
Itinuturo ng mga kritiko na ang hindi matagumpay na mga pagtatangka upang ma-komersyal ang paggawa ng ethanol mula sa selulusa sa Estados Unidos ay nagsimula higit sa isang siglo na ang nakakaraan at paulit-ulit na humigit-kumulang sa bawat 20 hanggang 30 taon, at may mga halimbawa kung saan lumampas ang produksyon ng isang milyong galon bawat taon. Kaya, halimbawa, bumalik noong 1910, ang kumpanya Pamantayang alkohol nakatanggap ng alkohol mula sa basura sa paggawa ng kahoy sa dalawang negosyo na may kapasidad na 5 libo at 7 libong galon bawat araw. Ilang taon silang nagtrabaho.
Biomethanol
Ang paglilinang ng industriya at biotechnological na conversion ng marine phytoplankton ay hindi pa nakarating sa yugto ng komersyalisasyon, ngunit itinuturing na isa sa mga nangangako na lugar sa paggawa ng mga biofuel.
Noong unang bahagi ng 80s, ang isang bilang ng mga bansang European ay magkasama na binuo ng isang proyekto na naglalayong lumikha ng mga sistemang pang-industriya gamit ang mga lugar ng disyerto sa baybayin. Ang pagpapatupad ng proyektong ito ay hinadlangan ng isang pandaigdigang pagbaba sa mga presyo ng langis.
Ang paggawa ng pangunahing biomass ay posible sa pamamagitan ng paglilinang ng phytoplankton sa mga artipisyal na reservoir na nilikha sa baybayin ng dagat.
Pangalawang pangalawang proseso ay ang pagbasag ng mitein ng biomass at ang kasunod na hydroxylation ng mitein upang makagawa ng methanol.
Ang mga potensyal na benepisyo ng paggamit ng microscopic algae ay ang mga sumusunod:
- mataas na produktibo ng phytoplankton (hanggang sa 100 t / ha bawat taon),
- alinman sa mayabong na lupa o sariwang tubig ay hindi ginagamit sa paggawa,
- ang proseso ay hindi nakikipagkumpitensya sa paggawa ng agrikultura,
- ang enerhiya na kahusayan ng proseso ay umabot sa 14 sa yugto ng paggawa ng mitein at 7 sa yugto ng paggawa ng methanol.
Mula sa punto ng view ng enerhiya, ang biosystem na ito ay maaaring magkaroon ng makabuluhang kalamangan sa ekonomiya kumpara sa iba pang mga pamamaraan ng pag-convert ng solar energy.
Biobutanol
Butanol-C4H10O ay butyl alkohol. Isang walang kulay na likido na may isang katangian ng amoy. Malawakang ginagamit ito bilang isang kemikal na hilaw na materyal sa industriya, at hindi ginagamit bilang isang fuel fuel sa isang komersyal na scale. Sa Estados Unidos, 1.39 bilyong litro ng butanol ang ginagawa taun-taon para sa humigit-kumulang na $ 1.4 bilyon.
Ang Butanol ay nagsimulang mabuo sa simula ng ika-20 siglo gamit ang bakterya Clostridia acetobutylicum. Noong 50s, dahil sa pagbagsak ng mga presyo ng langis, nagsimula itong magawa mula sa mga produktong petrolyo.
Ang Butanol ay walang mga kinakaing unti-unting pag-aari, maaaring maipadala sa umiiral na imprastraktura. Maaari itong, ngunit hindi kailangang, ihalo sa tradisyonal na mga gatong. Ang enerhiya ng butanol ay malapit sa enerhiya ng gasolina. Ang butanol ay maaaring magamit sa mga cell ng gasolina at bilang isang hilaw na materyal para sa paggawa ng hydrogen.
Ang tubo ng asukal, beets, mais, trigo, kamoteng kahoy, at sa hinaharap na selulusa ay maaaring maging hilaw na materyales para sa paggawa ng biobutanol. Ang teknolohiyang produksiyon ng biobutanol ay binuo ng DuPont Biofuels. Ang Associated British Foods (ABF), BP at DuPont ay nagtatayo ng isang 20 milyong litro na biobutanol na halaman sa UK mula sa iba't ibang mga hilaw na materyales.
Dimethyl eter
Maaari itong magawa kapwa mula sa karbon, natural gas, at mula sa biomass.Ang isang malaking halaga ng dimethyl eter ay ginawa mula sa basura ng pulp at paggawa ng papel. Ito ay mga likido sa mababang presyon.
Ang Dimethyl eter ay isang fuel friendly na walang kapaligiran na asupre, ang nilalaman ng mga nitrogen oxides sa mga gas na maubos ay 90% mas mababa kaysa sa gasolina. Ang paggamit ng dimethyl eter ay hindi nangangailangan ng mga espesyal na filter, ngunit kinakailangan upang baguhin ang mga sistema ng supply ng kuryente (pag-install ng mga kagamitan sa gas, pagwawasto ng pinaghalong halo) at pag-aapoy ng engine. Nang walang pagbabago, posible na magamit sa mga kotse na may mga engine ng LPG sa isang 30% na nilalaman sa gasolina.
Noong Hulyo 2006, ang National Development and Reform Commission (NDRC) (China) ay nagpatibay ng isang pamantayan para sa paggamit ng dimethyl eter bilang isang gasolina. Susuportahan ng gobyerno ng China ang pagbuo ng dimethyl eter bilang isang posibleng alternatibo sa diesel. Sa susunod na 5 taon, plano ng China na gumawa ng 5-10 milyong tonelada ng dimethyl eter bawat taon.
Ang Kagawaran ng Transportasyon at Komunikasyon ng Moscow ay naghanda ng isang draft na resolusyon ng pamahalaan ng lungsod "Sa pagpapalawak ng paggamit ng dimethyl eter at iba pang mga alternatibong uri ng gasolina."
Ang mga kotse na may mga makina na tumatakbo sa dimethyl eter ay binuo ng KAMAZ, Volvo, Nissan at ang kumpanya ng China na SAIC Motor.
Biodiesel
Ang Biodiesel ay isang gasolina batay sa mga taba ng hayop, halaman at pinagmulang microbial, pati na rin ang mga produkto ng kanilang esterification. Upang makakuha ng biodiesel, gulay o hayop fats ay ginagamit. Ang mga hilaw na materyales ay maaaring magahasa, toyo, palad, langis ng niyog, o iba pang hilaw na langis, pati na rin basura mula sa industriya ng pagkain. Ang mga teknolohiya ay binuo para sa paggawa ng biodiesel mula sa algae.
Bio petrolyo
Ang mga siyentipiko ng Russia mula sa Joint Institute for High Temperatura (OIVT) ng Russian Academy of Sciences at Moscow State University ay nakabuo at matagumpay na sinubukan ang isang halaman para sa pag-convert ng microalgae biomass sa bio-gasolina. Ang nagresultang gasolina na halo-halong may maginoo na gasolina ay nasubok sa isang dalawang-stroke panloob na pagkasunog ng makina. Pinapayagan ka ng bagong pag-unlad na agad mong maproseso ang lahat ng biomass ng algae, nang hindi pinatuyo ito. Mas maaga na pagtatangka upang makakuha ng bio-gasolina mula sa algae na ibinigay para sa pagpapatayo yugto, na higit na mataas sa pagkonsumo ng enerhiya sa kahusayan ng enerhiya ng nagresultang gasolina. Ngayon ay nalutas ang problemang ito. Ang mabilis na lumalagong proseso ng microalgae ay mas produktibo ang enerhiya ng sikat ng araw at carbon dioxide sa biomass at oxygen kaysa sa maginoo na mga halaman sa lupa, kaya ang pagkuha ng mga biofuel mula sa kanila ay napaka-promising.
Methane
Ang Methane ay synthesized pagkatapos ng paglilinis mula sa lahat ng mga uri ng mga dumi ng tinatawag na synthetic natural gas mula sa mga carbon na naglalaman ng solidong gasolina tulad ng karbon o kahoy. Ang prosesong exothermic na ito ay nangyayari sa temperatura na 300 hanggang 450 ° C at isang presyon ng 1-5 bar sa pagkakaroon ng isang katalista. Sa mundo mayroon nang maraming mga inatasang halaman para sa paggawa ng mitein mula sa basura ng kahoy.
Kritikano
Sinasabi ng mga kritiko ng pagbuo ng industriya ng biofuel na ang lumalaking pangangailangan para sa mga biofuel ay pinipilit ang mga magsasaka na mabawasan ang lugar sa ilalim ng mga pananim sa pagkain at muling ibigay ang mga ito sa pabor ng mga pananim na gasolina. Halimbawa, sa paggawa ng ethanol mula sa feed mais, ang bard ay ginagamit upang makagawa ng feed para sa mga baka at manok. Sa paggawa ng biodiesel mula sa toyo o rapeseed, ginagamit ang cake para sa paggawa ng feed ng hayop. Iyon ay, ang paggawa ng mga biofuel ay lumilikha ng isa pang yugto sa pagproseso ng mga pang-agrikultura na materyales.
- Ayon sa mga ekonomista sa University of Minnesota, bilang isang resulta ng biofuel boom, ang bilang ng mga gutom na tao sa planeta ay tataas sa 1.2 bilyong tao sa 2025.
- Ang Organisasyon ng Pagkain at Agrikultura ng United Nations (FAO) sa ulat nitong 2005 ay nagsasabi na ang pagtaas ng pagkonsumo ng biofuel ay makakatulong sa pag-iba-iba ng mga aktibidad sa agrikultura at kagubatan at pagbutihin ang kaligtasan ng pagkain, na nag-aambag sa kaunlaran ng ekonomiya. Ang paggawa ng biofuel ay lilikha ng mga bagong trabaho sa pagbuo ng mga bansa at mabawasan ang pag-asa ng mga bansa sa pag-import ng langis. Bilang karagdagan, ang paggawa ng mga biofuel ay magpapahintulot sa paglahok ng kasalukuyang hindi ginagamit na lupain. Halimbawa, sa Mozambique, ang agrikultura ay isinasagawa sa 4.3 milyong ektarya ng 63.5 milyong ektarya ng potensyal na angkop na lupa.
- Sa pamamagitan ng 2007, 110 na mga halaman ng distillation ang nagpapatakbo sa Estados Unidos upang makabuo ng ethanol at 73 pa ang nasa ilalim ng konstruksyon.Sa pagtatapos ng 2008, ang mga kapasidad ng produksiyon ng ethanol ng US ay umabot sa 11.4 bilyon na galon bawat taon. Sa kanyang talumpati sa bansa noong 2008, tinawag ni George W. Bush ang pagtataas ng produksiyon ng bioethanol sa 35 bilyon na galon bawat taon sa pamamagitan ng 2017.
- Sa The Commander-in-Chief's Thoughts (03/28/2007), binatikos ni Fidel Castro Rus si US President George W. Bush, na "pagkatapos ng pakikipagpulong sa mga pangunahing tagagawa ng Amerikano ay nagpahayag ng kanyang diabolikong ideya ng paggawa ng gasolina mula sa pagkain ... Ipinagmamalaki ng ulo ng imperyo na gumagamit ng Estados Unidos ang mais bilang isang hilaw na materyal, sila ay naging unang tagagawa ng ethanol sa buong mundo, ”sulat ni Castro. At pagkatapos, batay sa mga numero at katotohanan, ipinakita niya na ang gayong diskarte ay magpapalubha sa mga problema ng suplay ng pagkain sa mga ikatlong bansa sa mundo, na ang mga populasyon ay madalas na gutom.
- Sa Indonesia at Malaysia, isang malaking bahagi ng rainforest ang pinutol upang lumikha ng mga plantasyon ng palma. Ang parehong bagay na nangyari sa Borneo at Sumatra. Ang dahilan ay ang lahi para sa paggawa ng biodiesel - gasolina bilang alternatibo sa diesel fuel (ang langis ng rapeseed ay maaaring magamit bilang gasolina sa purong anyo). Murang gastos at mababang pagkonsumo ng enerhiya - kung ano ang kailangan mo para sa paggawa ng mga alternatibong fuels mula sa mga semi-technical oilseeds.
Mga pagpipilian sa pag-scale
Ang Bioenergy ay madalas na nakikita bilang isang potensyal na malaking sukat na carbon-neutral na fossil na kapalit ng gasolina. Halimbawa, isinasaalang-alang ng International Energy Agency na ang bioenergy ay isang potensyal na mapagkukunan ng higit sa 20% ng pangunahing enerhiya sa pamamagitan ng 2050, isang ulat mula sa UNFCCC Secretariat ay tinantya ang potensyal ng bioenergy sa 800 exajoules bawat taon (EJ / taon), na lubos na lumalagpas sa kasalukuyang pagkonsumo ng enerhiya sa buong mundo. Sa kasalukuyan, ang sangkatauhan ay gumagamit ng halos 12 bilyong tonelada ng halaman ng biomass sa bawat taon (binabawasan ang biomass na magagamit para sa terrestrial ecosystem sa pamamagitan ng 23.8%), ang enerhiya ng kemikal ay 230 EJ lamang. Noong 2015, ang biofuel ay ginawa gamit ang isang kabuuang nilalaman ng enerhiya na 60 EJ, na 10% ng pangunahing kinakailangan sa enerhiya. Ang umiiral na mga kasanayan sa agrikultura at kagubatan ay hindi tataas ang kabuuang produksiyon ng biomass sa planeta, tanging ang muling pamamahagi nito mula sa mga natural na ekosistema na pabor sa mga pangangailangan ng tao. Ang kasiya-siyang 20-50% ng enerhiya na hinihingi dahil sa biofuel ay nangangahulugang isang pagtaas sa dami ng biomass na natanggap sa mga lupang pang-agrikultura nang 2-3 beses. Kasabay nito, ang isang lumalagong populasyon ay kailangang ipagkaloob sa pagkain. Samantala, ang kasalukuyang antas ng paggawa ng agrikultura ay nakakaapekto sa 75% ng ibabaw ng lupa na libre mula sa mga disyerto at glacier, na humahantong sa labis na presyon sa ekosistema at makabuluhang paglabas ng CO2 . Ang kakayahang makatanggap ng malaking halaga ng karagdagang biomass sa hinaharap ay napakahirap.
"Carbon neutralidad" ng bioenergy
Ang konsepto ng "carbon neutralidad" ng bioenergy ay laganap, ayon sa kung saan ang paggawa ng enerhiya mula sa mga halaman ay hindi humantong sa pagdaragdag ng CO2 sa kapaligiran. Ang puntong ito ng pananaw ay pinuna ng mga siyentipiko, ngunit naroroon sa mga opisyal na dokumento ng European Union. Sa partikular, pinagbabatayan nito ang direktiba sa pagtaas ng bahagi ng bioenergy sa 20% at biofuels sa transportasyon sa 10% sa 2020. Gayunpaman, mayroong isang lumalagong katawan ng pang-agham na katibayan na nagsasabing pagdududa sa tesis na ito. Ang pagtatanim ng mga halaman para sa produksiyon ng biofuel ay nangangahulugan na ang lupa ay dapat alisin at mapalaya mula sa iba pang mga halaman na maaaring natural na kunin ang carbon mula sa kapaligiran. Bilang karagdagan, maraming mga yugto ng proseso ng paggawa ng biofuel ay nagreresulta din sa paglabas ng CO.2. Ang operasyon ng kagamitan, transportasyon, pagproseso ng kemikal ng mga hilaw na materyales, kaguluhan sa lupa ay hindi maiiwasang sinamahan ng mga paglabas ng CO2 sa kapaligiran. Ang pangwakas na balanse sa ilang mga kaso ay maaaring mas masahol kaysa sa pagsunog ng mga fossil fuels. Ang isa pang pagpipilian para sa bioenergy ay nagsasangkot ng pagkuha ng enerhiya mula sa iba't ibang mga basurang pang-agrikultura, paggawa ng kahoy, atbp. Ito ay nangangahulugang ang pag-alis ng mga nasayang na ito mula sa natural na kapaligiran, kung saan sa panahon ng natural na kurso ng mga kaganapan, ang carbon na nakapaloob sa kanila, bilang panuntunan, ay maaaring pumasa sa lupa sa panahon ng pagkabulok. Sa halip, pinakawalan ito sa kapaligiran kapag sinunog.
Ang pinagsama-samang mga pagsusuri sa buhay na nakabase sa siklo ng mga teknolohiya ng bioenergy ay nagbibigay ng isang malawak na hanay ng mga resulta depende sa kung hindi direkta at hindi direktang mga pagbabago sa paggamit ng lupa ay isinasaalang-alang, ang posibilidad na makakuha ng mga produkto (e.g. feed ng hayop), ang papel ng greenhouse ng nitrous oxide mula sa paggawa ng pataba at iba pang mga kadahilanan. Ayon kay Farrell et al. (2006), ang mga paglabas ng biofuel mula sa mga pananim ay 13% na mas mababa kaysa sa maginoo na paglabas ng gasolina. Ang isang pag-aaral ng US Environmental Protection Agency ay nagpapakita na sa isang pansamantalang "abot-tanaw" ng 30 taon, ang biodiesel ng butil kumpara sa maginoo na mga gasolina ay nagbibigay ng saklaw mula sa isang pagbawas ng 26% sa isang pagtaas ng paglabas ng 34% depende sa mga pagpapalagay na ginawa.
Utang ng Carbon
Ang paggamit ng biomass sa industriya ng elektrisidad ng kuryente ay nagdudulot ng isa pang problema para sa neutralidad ng carbon, na hindi karaniwang para sa mga biofuel ng transportasyon. Bilang isang patakaran, sa kasong ito ay pinag-uusapan natin ang pagkasunog ng kahoy. CO2 mula sa nasusunog na kahoy ay pumasok ito sa kapaligiran nang direkta sa proseso ng nasusunog, at ang pagkuha nito mula sa kapaligiran ay nangyayari kapag ang mga bagong puno ay lumalaki nang sampu-sampung taon at daan-daang taon. Ang oras na ito ay karaniwang tinatawag na "carbon utang", para sa mga kagubatan sa Europa umabot ng dalawang daang taon. Dahil dito, ang "neutralidad ng carbon" ng kahoy bilang biofuel ay hindi matiyak sa maikli at katamtamang term, samantala, ang mga resulta ng pagmomolde ng klima ay nagpapahiwatig ng pangangailangan para sa isang mabilis na pagbawas sa mga paglabas. Ang paggamit ng mga lumalagong puno na gumagamit ng mga pataba at iba pang mga pamamaraan ng teknolohiyang pang-agrikulturang pang-industriya ay humahantong sa kapalit ng mga kagubatan na may mga plantasyon na naglalaman ng higit na carbon kaysa sa mga natural na ekosistema. Ang pagtatatag ng naturang mga plantasyon ay humahantong sa pagkawala ng biodiversity, pagkakaubos ng mga soils at iba pang mga problema sa kapaligiran na katulad ng mga kahihinatnan ng pagkalat ng mga monoculture ng butil.
Mga Implikasyon sa Ekosystem
Ayon sa isang pag-aaral na inilathala sa journal Sciencepagpapakilala ng mga singil sa pagpapalabas ng CO2 mula sa mga fossil fuels, habang binabalewala ang mga paglabas ng biofuel, ay hahantong sa pagtaas ng demand para sa biomass, na sa pamamagitan ng 2065 ay babalik sa literal ang lahat ng natitirang natural na kagubatan, parang at karamihan sa iba pang mga ekosistema sa mga plantasyon ng biofuel. Ang mga gubat ay nawasak para sa mga biofuel. Ang pagtaas ng demand para sa mga pellets ay humantong sa pagpapalawak ng internasyonal na kalakalan (lalo na sa mga supply sa Europa), nagbabanta ng mga kagubatan sa buong mundo. Halimbawa, plano ng tagagawa ng koryente ng Ingles na si Drax na makatanggap ng kalahati ng 4 na kapasidad ng GW mula sa mga biofuel. Nangangahulugan ito na ang pangangailangan na mag-import ng 20 milyong toneladang kahoy bawat taon, dalawang beses hangga't na-ani sa UK mismo.
Kahusayan ng Enerhiya ng Biofuel
Ang kakayahan ng mga biofuel na maglingkod bilang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya ay nakasalalay sa kakayahang kumita ng enerhiya, iyon ay, ang ratio ng natanggap na kapaki-pakinabang na enerhiya sa ginugol. Ang balanse ng enerhiya ng cereal ethanol ay tinalakay sa Farrell et al. (2006). Ang mga may-akda ay nagtapos na ang enerhiya na nakuha mula sa ganitong uri ng gasolina ay higit na mataas kaysa sa pagkonsumo ng enerhiya para sa paggawa nito. Sina Pimentel at Patrek, sa kabilang banda, ay nagtaltalan na ang pagkonsumo ng enerhiya ay 29% higit pa kaysa sa mababawi na enerhiya. Ang pagkakaiba-iba ay higit sa lahat na nauugnay sa pagtatasa ng papel ng mga by-produkto, na, ayon sa isang optimistikong pagtatasa, ay maaaring magamit bilang feed ng hayop at bawasan ang pangangailangan para sa paggawa ng toyo.
Epekto sa Security Security
Dahil, sa kabila ng mga taong pagsisikap at makabuluhang pamumuhunan, ang paggawa ng gasolina mula sa algae ay hindi maalis sa labas ng laboratoryo, ang mga biofuel ay nangangailangan ng pag-alis ng bukirin. Ayon sa IEA para sa 2007, ang taunang paggawa ng 1 EJ ng enerhiya biofuel ng transportasyon bawat taon ay nangangailangan ng 14 milyong ektarya ng lupang pang-agrikultura, i.e. 1% ng fuel fuel ay nangangailangan ng 1% ng lupang pang-agrikultura.
Pamamahagi
Tinantya ng Worldwatch Institute Noong 2007, 54 bilyong litro ng mga biofuel ay ginawa sa buong mundo, na kumakatawan sa 1.5% ng pagkonsumo ng likido sa buong mundo. Ang produksiyon ng Ethanol ay may kabuuang 46 bilyong litro. Ang Estados Unidos at Brazil ay gumagawa ng 95% ng pandaigdigang ethanol.
Noong 2010, ang paggawa ng mundo ng likidong biofuel ay tumaas sa 105 bilyong litro, na 2.7% ng pandaigdigang pagkonsumo ng gasolina sa transportasyon sa kalsada. Noong 2010, 86 bilyong litro ng ethanol at 19 bilyong litro ng biodiesel ang ginawa. Ang bahagi ng Estados Unidos at Brazil sa pandaigdigang produksiyon ng ethanol ay nahulog sa 90%.
Mahigit sa isang third ng butil sa USA, higit sa kalahati ng rapeseed sa Europa, at halos kalahati ng tubo sa Brazil ay pumunta sa produksiyon ng biofuel (Bureau et al, 2010).
Mga Biofuel sa Europa
Ang European Commission ay nagtakda ng layunin ng paggamit ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya sa hindi bababa sa 10% ng mga sasakyan sa pamamagitan ng 2020. Mayroon ding isang pansamantalang target ng 5.75% sa 2010.
Noong Nobyembre 2007, ang Renewable Fuels Agency ay itinatag sa UK upang pangasiwaan ang pagpapakilala ng mga kinakailangang nababagong gasolina. Ang komite ay pinamunuan ni Ed Gallaher, isang dating executive director ng Environment Agency.
Ang debate tungkol sa kakayahang umangkop ng mga biofuel sa buong 2008 ay humantong sa isang pangalawang komprehensibong pag-aaral ng problema ng isang komisyon na pinangunahan ni Gallagher. Ang hindi tuwirang epekto ng paggamit ng mga biofuel sa paggawa ng pagkain, ang pagkakaiba-iba ng mga pananim na lumago, presyo ng pagkain at lugar ng agrikultura ay sinuri. Inirerekomenda ng ulat na bawasan ang dinamika ng pagpapakilala ng mga biofuel na 0.5% bawat taon. Ang layunin ng 5 porsyento sa paraang ito ay dapat na makamit nang mas maaga kaysa sa 2013/2014, tatlong taon mamaya kaysa sa orihinal na iminungkahi. Bukod dito, ang karagdagang pagpapatupad ay dapat na sinamahan ng isang ipinag-uutos na kinakailangan para sa mga kumpanya na ilapat ang pinakabagong mga teknolohiya na nakatuon sa gasolina ng ikalawang henerasyon.
Simula Abril 1, 2011, maaari kang bumili ng isang bagong engine ng diesel nang higit sa 300 istasyon ng gasolina ng Sweden. Ang Sweden ay naging kauna-unahang bansa sa mundo kung saan posible na mag-refuel ng mga kotse na may eco-diesel, na ginawa batay sa Suweko ng langis ng pine. "Ito ay isang magandang halimbawa ng kung paano gamitin ang maraming mahalagang mga bahagi ng kagubatan at kung paano ang aming" berdeng ginto "ay maaaring magbigay ng maraming mga trabaho at isang mas mahusay na klima" - Ministro ng Agrikultura Eskil Erlandsson / Eskil Erlandsson.
Noong Marso 8, 2013, ang unang komersyal na transatlantikong biofuel flight ay nakumpleto. Ang flight ay pinatatakbo ng isang KLM Boeing 777-200 sa ruta ng Amsterdam - New York.
Sa Finland, ang fuel ng kahoy ay nagbibigay ng tungkol sa 25% ng pagkonsumo ng enerhiya at ito ang pangunahing mapagkukunan, at ang bahagi nito ay patuloy na tumataas.
Ang pinakamalaking planta ng thermal power sa mundo ay kasalukuyang nasa ilalim ng konstruksyon sa Belgium. Bee power gentna gagana sa mga kahoy na chips.Ang kapasidad ng kuryente nito ay magiging 215 MW, at ang kapasidad ng thermal ay 100 MW 107, na magbibigay ng kuryente sa 450,000 kabahayan.
Biofuel sa Russia
Ayon kay Rosstat, noong 2010, ang mga pag-export ng Russia ng mga fuel na nakabase sa halaman (kabilang ang dayami, oilcake, kahoy na chips at kahoy) ay nagkakahalaga ng higit sa 2.7 milyong tonelada. Ang Russia ay isa sa tatlong mga bansa na nag-export ng mga fuel pellets sa merkado ng Europa. Lamang sa 20% ng mga biofuel na ginawa ay natupok sa Russia.
Ang potensyal na paggawa ng biogas sa Russia ay hanggang sa 72 bilyong m³ bawat taon. Ang potensyal na paggawa ng koryente mula sa biogas ay 151,200 GW, init - 169,344 GW.
Noong 2012-2013, pinlano na mag-komisyon ng higit sa 50 biogas power plant sa 27 na rehiyon ng Russia. Ang naka-install na kapasidad ng bawat istasyon ay mula sa 350 kW hanggang 10 MW. Ang kabuuang kapasidad ng mga istasyon ay lalampas sa 120 MW. Ang kabuuang gastos ng mga proyekto ay mula 58.5 hanggang 75.8 bilyong rubles (depende sa mga parameter ng pagsusuri). Ang pagpapatupad ng proyektong ito ay isinasagawa ng GazEnergoStroy Corporation at ang BioGazEnergoStroy Corporation.
Pinabayaan ang paggawa ng lupa at biofuel
Ayon sa isang karaniwang pananaw, ang mga negatibong kahihinatnan ng paggamit ng mga biofuel ay maiiwasan sa pamamagitan ng pagtubo ng mga hilaw na materyales para dito sa tinatawag na "inabandunang" o "inabandunang" mga lupain. Halimbawa, ang British Royal Society sa ulat nito ay nanawagan para sa mga pampulitikang desisyon na idinisenyo upang ilipat ang produksiyon "sa mga lupang marginal na may mababang biodiversity o inabandunang mga lupain." Sa isang pag-aaral ni Campbell et al 2008, ang pandaigdigang potensyal ng bioenergy ng mga inabandunang mga lupain ay tinatayang mas mababa sa 8% ng kasalukuyang pangunahing pangangailangan ng enerhiya gamit ang 385-472 milyong ektarya. Ang pagiging produktibo ng mga lupang ito ay kinikilala sa 4.3 tonelada bawat ektarya bawat taon, na mas mababa kaysa sa mga nakaraang pagtatantya (hanggang sa 10 tonelada bawat ektarya bawat taon). Isang halimbawa ng isang pamamaraan para sa pagtukoy ng "inabandunang" bukid na angkop para sa produksiyon ng biofuel ay ang pag-aaral ng Field et al (2008), ayon sa kung saan mayroong 386 milyong ektarya ng nasabing lupain. Ang sinumang lupang pinagmulan ng mga pananim mula pa noong 1700 at kung saan, ayon sa mga imahe sa satellite, ay hindi nilinang ngayon, ay itinuturing na "inabandona" kung walang mga kagubatan o pamayanan. Kasabay nito, walang pagtatangka na masuri upang magamit ang mga lokal na residente ng mga lupaing ito para sa pastulan, pagtitipon, paghahardin, atbp Bilang isang resulta, ang may-akda ng isang pagsusuri ng labing pitong pag-aaral ng mga potensyal na tala ng paggawa ng Goeran Berndes biofuel na mga potensyal na tala, "mga lupain na madalas. ang batayan ng populasyon ng kanayunan. ” Ang isang bilang ng mga may-akda na sumusulat tungkol sa paksa ng produksiyon ng biofuel ay pumunta pa sa pamamagitan ng pagpapakilala ng konsepto ng "underutilized land" at kasama ang malawak na pastulan ng Latin America, Africa at Asia sa kategoryang ito. Ipinagpalagay na ang paglipat sa masidhing pagsasaka sa mga lupain na ito ay isang malaking tulong sa kanilang kasalukuyang mga naninirahan, at ang kanilang kasalukuyang pamumuhay, na binuo ng karanasan ng maraming henerasyon ng kanilang mga ninuno, ay walang karapatang magpatuloy sa pagkakaroon. Ang puntong ito ng pananaw ay pinupuna ng mga tagapagtanggol ng tradisyunal na paraan ng pamumuhay bilang isang pagsasama sa pagkakaiba-iba ng kultura ng sangkatauhan at kawalang-galang sa mga karapatan ng mga lokal na pamayanan. Tinutukoy din nila ang kahalagahan ng tradisyunal na kaalaman at kasanayan na nagbibigay-daan sa isang pamumuhay na napapanatiling pangkapaligiran. Ayon sa samahan ng International Lands Coalition, kasalukuyang 42% ng lahat ng mga pagsamsam sa lupa sa mundo ay ginawa para sa paggawa ng mga biofuel. Ang mga tagagawa nito ay may posibilidad na pag-uri-uriin ang daan-daang milyong mga ektarya ng lupa sa pandaigdigang Timog bilang "inabandona" at "naa-access para sa kaunlaran," hindi pinansin ang katotohanan na daan-daang milyong tao ang nakatira sa mga lupaing ito at kumita ng kanilang kabuhayan. Ang pinsala sa biodiversity ay madalas ding hindi isinasaalang-alang. Ang mga nakunan ay pinadali ng katotohanan na ang mga lupang ito ay madalas na kolektibong pag-aari ng mga pamayanan sa kanayunan, na ang mga karapatan ay batay sa mga lokal na tradisyunal na ideya at hindi ligal na pormal. Ang mga benepisyo para sa mga lokal na residente mula sa paglikha ng trabaho ay madalas na hindi gaanong kahalagahan dahil sa lakas ng kapital ng inilapat na mga scheme ng produksyon at ang hindi magandang pagsasama ng mga lokal na komunidad sa mga pakana na ito. Bilang karagdagan, ang presyo ng pag-upa at ang antas ng suweldo ay tinutukoy ng balanse ng mga puwersa ng mga partido na kasangkot sa mga transaksyon, at ang kalamangan, bilang isang patakaran, ay nasa panig ng transnational agribusiness. Ipinapakita ng Colchester (2011) na ang sapilitang paggawa ay ginagamit de facto sa paggawa ng langis ng palma. Bilang karagdagan, ang mga trabaho na ipinangako sa mga lokal na komunidad bilang isang kondisyon para sa paglipat ng lupa ay madalas na tinanggal sa loob lamang ng ilang taon (Ravanera at Gorra 2011). Sa pangkalahatan, ang sitwasyon ng unilateral dependence ng mga residente sa kanayunan sa malaking agribusiness ay hindi nakakaakit sa kanila. Sa Brazil, ang pagnanais ng mga migranteng magsasaka na "magtrabaho para sa kanilang sarili nang walang may-ari ng lupa" ay kinikilala bilang isang pangunahing kadahilanan sa pagkawasak ng mga kagubatan ng Amazon (dos Santos et al 2011).
Pamantayan
Enero 1, 2009 sa Russia GOST R 52808-2007 "Mga di-tradisyonal na teknolohiya. Enerhiya biowaste. Mga tuntunin at kahulugan. " Ang Order No. 424-st sa pagpapakilala ng pamantayan ay naaprubahan ni Rostekhregulirovanie noong Disyembre 27, 2007.
Ang pamantayang ito ay binuo ng Laboratory of Renewable Energy Pinagmulan ng Geograpiyang Faculty ng Moscow State University. MV Lomonosov at nagtatakda ng mga termino at kahulugan ng mga pangunahing konsepto sa larangan ng mga biofuel, na may diin sa mga likido at gasolina.
Sa Europa, mula Enero 1, 2010, ang isang solong pamantayan para sa mga biofuels EN-PLUS ay pinipilit.
Internasyonal na kontrol
Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay ang European Commission ay nagnanais na pasiglahin ang mga kalahok na bansa na maglipat ng mga sasakyan sa biofuel sa halagang 10% ng kabuuang. Upang makamit ang layuning ito, ang mga espesyal na konseho at komisyon ay nilikha at nagtatrabaho sa Europa, na hinihikayat ang mga may-ari ng kotse na muling magbigay ng kasangkapan sa kanilang mga makina at kontrolin din ang kalidad ng mga biofuel na ibinibigay sa mga merkado.
Upang mapanatili ang balanse ng bio sa planeta ng Daigdig, tinitiyak ng mga komisyon na ang bilang ng mga halaman na mga hilaw na materyales para sa paggawa ng mga produkto ay nagdaragdag at hindi sila pinalitan ng mga halaman na kung saan ginawa ang mga biofuel. Bilang karagdagan, ang mga negosyo na gumagawa ng mga biofuel ay dapat na patuloy na pagbutihin ang kanilang teknolohiya at tumuon sa paggawa ng gasolina ng pangalawang henerasyon.
Mga katotohanan sa gasolina sa Russia at sa buong mundo
Ang mga resulta ng naturang aktibong gawain ay hindi nagtatagal sa darating. Halimbawa, sa simula ng ikalawang dekada ng siglo, 300 mga istasyon ng gas ay nagpapatakbo na sa Sweden, kung saan maaari mong punan ang isang tangke na may friendly na biodiesel. Ginawa ito mula sa langis ng sikat na mga puno ng pino na lumalaki sa Sweden.
At noong tagsibol ng 2013, naganap ang isang kaganapan na naging isang punto sa pag-unlad ng mga teknolohiya ng produksyon ng gasolina. Isang sasakyang panghimpapawid na sasakyang panghimpapawid na tinimpla ng biofuel ay lumipad sa Amsterdam. Ang Boeing na ito ay ligtas na nakarating sa New York, kaya inilalagay ang pundasyon para sa paggamit ng palakaibigan at murang mga gasolina.
Ang Russia ay tumatagal ng isang napaka-kagiliw-giliw na posisyon sa prosesong ito. Kami ay mga tagagawa ng iba't ibang uri ng mga biofuel, sinakop namin ang pangatlong lugar sa rating ng mga exporters ng mga fuel pellets! Ngunit sa loob ng aming bansa, kumonsumo kami ng mas mababa sa 20% ng gasolina, habang patuloy na gumagamit ng mga mamahaling species.
27 mga rehiyon ng Russia ay naging mga eksperimentong site kung saan ang mga halaman na pinalakas ng kapangyarihan ng biogas ay binuo at inilunsad. Ang proyektong ito ay nagkakahalaga ng halos 76 bilyong rubles, ngunit ang pagtitipid mula sa pagpapatakbo ng mga istasyon ay lumampas sa mga gastos na ito nang maraming beses.
Enlightenment Award
Partikular na nangangako ay mga teknolohiya para sa pagproseso ng mga nababago na hilaw na materyales sa mga biofuel at kuryente, pati na rin mga solusyon para sa paggawa ng biopolymer packaging. Ang application ng mga teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan sa kanilang pag-recycle, i.e., pag-recycle sa isang bagong ikot ng paglikha ng produkto (sa partikular, mga substrate sa mga cell ng gasolina at bioplastics).
Ang potensyal para sa paggamit ng mga teknolohiyang ito sa Russia ay napakataas. Ang kanilang pag-unlad at pagpapatupad ay hahantong sa daluyan na term upang mabawasan ang pag-asa ng ekonomiya ng bansa sa mga mapagkukunan ng enerhiya, dayuhang produkto at teknolohiya, at ang paglikha ng mga bagong merkado.
Mga Epekto
Pinasisigla ang pag-unlad ng sektor ng transportasyon, pagdaragdag ng pagiging mabait sa kapaligiran at pagtugon sa lumalaking pangangailangan ng gasolina.
Ang pagbawas ng kalubhaan ng kumpetisyon sa pagitan ng mga lugar na inihasik sa teknikal at grocery (dahil sa paglilinang ng microalgae sa phytoreactors, vortex na lumulutang na mga reaktor na akwaryum, bukas na mga reservoir).
Ang pag-unlad ng mga rehiyon na may masamang kalagayang sosyo-pang-ekonomiya at pagbawas sa kanilang pag-asa sa mga na-import na mga gatong.
Pagkuha ng mga protina, antioxidant, kulay ng pagkain at iba pang mga kapaki-pakinabang na produkto mula sa microalgae.
Mga pagtatantya sa Market
Sa pamamagitan ng 2030, ang pandaigdigang paggawa ng biofuel ay tataas sa 150 milyong tonelada sa katumbas ng langis, na may taunang mga rate ng paglago ng 7-9%. Ang bahagi nito ay aabot sa 4-6% ng kabuuang fuel na natupok ng sektor ng transportasyon. Ang mga biofuel ng algae ay maaaring palitan ng higit sa 70 bilyong litro ng fossil fuels taun-taon. Sa pamamagitan ng 2020, ang merkado ng biofuel sa Russia ay maaaring lumago ng higit sa 1.5 beses - hanggang sa marka ng 5 milyong tonelada bawat taon. Ang posibleng termino para sa maximum na pagpapakita ng takbo: 2025–2035.
Mga driver at mga hadlang
Mga patakaran sa kapaligiran ng mga binuo bansa upang mabawasan ang lawak ng polusyon sa kapaligiran.
Ang pangangailangan para sa malakihang pamumuhunan para sa pagtatayo ng mga halaman ng biodiesel, ang pagsasaayos ng mga teknolohikal na proseso.
Ang pag-asa ng kahusayan ng paglaki ng microalgae sa intensity ng sikat ng araw (kapag lumago sa bukas na tubig).
Elektrikal na Basura ng Organiko
Ang mga proseso ng paggamit at pagproseso ng basura ay maaaring pagsamahin sa paggawa ng mga praktikal na produkto at maging ang kuryente. Paggamit ng mga espesyal na aparato - microbial fuel cells (MTE) - naging posible upang makagawa ng koryente mula sa basura nang direkta, sa pamamagitan ng paglipas ng mga yugto ng paggawa ng biogas at ang kasunod na pagproseso nito sa koryente.
Ang mga MTE ay isang sistema ng bioelectric. Ang pagiging epektibo ng paggana nito ay nakasalalay sa metabolic na aktibidad ng bakterya na bumabagsak sa mga organikong compound (basura) at naglilipat ng mga electron sa isang de-koryenteng circuit na binuo sa parehong sistema. Ang pinakadakilang kahusayan ng naturang bakterya ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglalagay ng mga ito sa teknolohikal na pamamaraan ng mga halaman ng paggamot ng wastewater na naglalaman ng mga organikong sangkap, ang pagkasira kung saan nagpapalabas ng enerhiya.
Mayroon nang mga pag-unlad sa laboratoryo na nagpapahintulot sa paggamit ng MTE na mag-recharge ng mga baterya. Tulad ng pag-scale at pag-optimize ng mga teknolohikal na solusyon ay posible upang magbigay ng koryente sa maliliit na negosyo. Halimbawa, ang mataas na pagganap na MTE na nagpapatakbo sa dami mula sa sampu-sampung libu-libong litro ay magbibigay ng autonomous power sa mga pasilidad sa paggamot.
Ang pagsusuri ng istruktura
Pagtataya ng istraktura ng pandaigdigang merkado ng biofuel: 2022 (%)
Elektrikal na Basura ng Organiko
Ang mga proseso ng paggamit at pagproseso ng basura ay maaaring pagsamahin sa paggawa ng mga praktikal na produkto at maging ang kuryente. Paggamit ng mga espesyal na aparato - microbial fuel cells (MTE) - naging posible upang makagawa ng koryente mula sa basura nang direkta, sa pamamagitan ng paglipas ng mga yugto ng paggawa ng biogas at ang kasunod na pagproseso nito sa koryente.
Ang mga MTE ay isang sistema ng bioelectric. Ang pagiging epektibo ng paggana nito ay nakasalalay sa metabolic na aktibidad ng bakterya na bumabagsak sa mga organikong compound (basura) at naglilipat ng mga electron sa isang de-koryenteng circuit na binuo sa parehong sistema. Ang pinakadakilang kahusayan ng naturang bakterya ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglalagay ng mga ito sa teknolohikal na pamamaraan ng mga halaman ng paggamot ng wastewater na naglalaman ng mga organikong sangkap, ang pagkasira kung saan nagpapalabas ng enerhiya.
Mayroon nang mga pag-unlad sa laboratoryo na nagpapahintulot sa paggamit ng MTE na mag-recharge ng mga baterya. Sa pag-scale at pag-optimize ng mga teknolohikal na solusyon, posible na magbigay ng koryente sa maliliit na negosyo. Halimbawa, ang mataas na pagganap na MTE na nagpapatakbo sa dami mula sa sampu-sampung libu-libong litro ay magbibigay ng autonomous power sa mga pasilidad sa paggamot.
Mga Epekto
Pagpapabuti ng pagiging kaibig-ibig sa kapaligiran ng mga proseso ng produksyon at ang kahusayan ng mga negosyo, binabawasan ang kanilang pag-asa sa mga panlabas na mapagkukunan ng kuryente, binabawasan ang gastos ng produksyon at ang gastos ng pagkuha ng mga teknolohiya sa paggamot.
Ang pagpapabuti ng sitwasyon sa mga rehiyon na may kakulangan sa enerhiya, pagtaas ng kanilang kompetensya sa pamamagitan ng paggamit ng MTE.
Ang posibilidad ng autonomous na paggawa ng kuryente para sa mga layunin na hindi masipag sa enerhiya (halimbawa, sa maliit na bukid).
Mga pagtatantya sa Market
70% - ang bahagi ng basura na mapoproseso gamit ang mga pamamaraan ng biotechnology ay tataas ng 2020 sa Russia kumpara sa 2012. Sa European Union, ang bahagi ng kuryente mula sa biogas ay magiging tungkol sa 8%. Ang posibleng termino para sa maximum na pagpapakita ng takbo: 2020–2030.
Mga driver at mga hadlang
Ang pagtaas ng organikong basura at pagtaas ng demand sa kuryente.
Ang kakayahang magtrabaho bioreactors tulad ng MTE sa iba't ibang mga mapagkukunan ng enerhiya, kabilang ang wastewater.
Hindi sapat na antas ng pamumuhunan na kinakailangan upang maisama ang MTE sa mga teknolohikal na proseso, mahabang panahon ng pagbabayad.
Ang pangangailangan na maiugnay ang mga bioreactors sa mga site ng basura.
Medyo mababa ang kahusayan ng kasalukuyang gumagana ng mga pang-eksperimentong disenyo ng pang-industriya ng mga bioreactors ng uri ng MTE.
Ang pagsusuri ng istruktura
Mga pag-aaral ng microbial electrochemical system ayon sa uri: 2012 (%)
Biodegradable polymer packaging
Ang ubiquity ng packaging na gawa sa gawa ng mga polimer (bag, pelikula, lalagyan) ay humahantong sa isang paglalaas ng problema ng polusyon sa kalikasan. Maaari itong malutas sa pamamagitan ng paglipat sa mga materyales sa packaging mula sa mga biodegradable polymer na mabilis na nai-recyclable at maginhawang gamitin.
Sa karamihan ng mga bansa na binuo, ang isang pagkahilig ay sinusunod sa industriya ng packaging upang mawala ang mabigat at mahaba (hanggang sa ilang daang taon) na biodegradable synthetic polymers (na may isang panahon ng pag-recycle ng 2-3 buwan). Ang taunang dami ng kanilang pagkonsumo sa Kanlurang Europa lamang ay halos 19 libong tonelada, sa Hilagang Amerika - 16 libong tonelada. Kasabay nito, para sa isang bilang ng mga tagapagpahiwatig, ang mga biopolymer na materyales sa pag-iimpake ay nahuhuli pa sa likod ng mga tradisyonal na gawa ng tao.
Ang mga teknolohiya para sa paggawa ng mga materyales na biopolymer batay sa polylactic acid mula sa asukal ng halaman ng butil ng cereal at sugar beet ay nagbibigay-daan sa packaging na may mataas na mga katangian ng mamimili: nababaluktot at matibay, lumalaban sa kahalumigmigan at agresibong compound, hindi kilalang mga amoy, na may mataas na mga hadlang na katangian at sa parehong oras nang maayos at mabilis na mabulok. . Ang pagpapabuti ng mga teknolohiya ay naglalayong bawasan ang kanilang materyal at lakas ng lakas.
Ang pangalawang henerasyon ng mga biofuel
Ang pagiging kumplikado ng produksiyon ay nangangailangan ito ng maraming mga materyales sa halaman. At para sa paglaki nito, ang mga lupain ay kinakailangan, na, kung maayos na inilatag, dapat gamitin para sa lumalagong mga halaman ng pagkain. Samakatuwid, ang mga bagong teknolohiya ay naglalayong gumawa ng mga biofuel na hindi mula sa buong halaman, ngunit mula sa basura mula sa ibang produksyon. Mga kahoy na chips, dayami pagkatapos ng pag-threshing butil, husks mula sa mirasol, oilcake at fruit cake, at kahit na pataba at marami pa - ito ang nagiging hilaw na materyal para sa mga biofuel na pangalawang henerasyon.
Ang isang kamangha-manghang halimbawa ng mga biofuel ng pangalawang henerasyon ay ang "alkantarilya" na gas, iyon ay, biogas na binubuo ng carbon dioxide at mitein.Kaya't ang mga biogas ay maaaring magamit sa mga kotse, ang carbon dioxide ay tinanggal mula dito, bilang isang resulta, nananatili ang purong biomethane. Sa humigit-kumulang na parehong paraan, ang bioethanol at biodiesel ay nakuha mula sa biological mass.
Paano gumawa ng biodiesel
Upang makagawa ng biodiesel, kinakailangan upang mabawasan ang lagkit ng langis ng halaman. Upang gawin ito, ang gliserin ay tinanggal mula dito, at ang alkohol ay ipinakilala sa langis. Ang prosesong ito ay nangangailangan ng maraming mga pagsala upang alisin ang tubig at iba't ibang mga impurities. Upang pabilisin ang proseso, isang katalista ay idinagdag sa langis. Ang alkohol ay idinagdag din sa halo. Upang makakuha ng methyl eter, ang methanol ay idinagdag sa langis, at idinagdag ang ethanol upang makakuha ng etil eter. Ang isang acid ay ginagamit bilang isang katalista.
Ang lahat ng mga sangkap ay halo-halong, pagkatapos ay nangangailangan ng oras upang mapatalsik. Ang tuktok na layer ng tangke ay biodiesel. Ang gitnang layer ay sabon. Ang ilalim na layer ay gliserin. Ang lahat ng mga layer ay pumapasok sa karagdagang produksyon. Parehong gliserin at sabon ang mga kinakailangang compound sa pambansang ekonomiya. Ang biodiesel ay dumadaan sa maraming mga paglilinis, pinatuyo, sinala.
Ang mga numero ng paggawa na ito ay lubos na kawili-wili: isang toneladang langis na nakikipag-ugnay sa 110 kg ng alkohol at 12 kilogramo ng mga katalista na nagreresulta sa 1,100 litro ng biodiesel at higit sa 150 kg ng gliserin. Ang Biodiesel ay may amber dilaw na kulay, tulad ng isang magandang sariwang kinatas na langis ng mirasol, madilim na gliserin, at nasa 38 degree na ito. Ang isang mahusay na kalidad ng biodiesel ay hindi dapat maglaman ng anumang mga impurities, particle, o mga suspensyon. Para sa patuloy na kontrol ng kalidad kapag gumagamit ng biodiesel, kinakailangan upang suriin ang mga filter ng gasolina ng sasakyan.
Produksyon ng Bioethanol
Ang pagbuburo ng mga hilaw na materyales na mayaman sa asukal ay ang batayan para sa paggawa ng bioethanol. Ang prosesong ito ay katulad ng pagkuha ng alkohol o sa regular na buwan. Ang arina ng utak ay nagiging asukal, ang lebadura ay idinagdag dito, at ang mash ay nakuha. Ang purong ethanol ay nakuha sa pamamagitan ng paghihiwalay ng mga produkto ng pagbuburo, nangyayari ito sa mga espesyal na haligi. Matapos ang ilang mga pagsala, sila ay pinatuyo, tinanggal ang tubig.
Ang bioethanol na walang mga impurities ng tubig ay maaaring idagdag sa regular na gasolina. Ang ekolohikal na kadalisayan ng bioethanol at ang minimal na epekto nito sa kapaligiran ay lubos na pinahahalagahan sa industriya, bilang karagdagan, ang presyo ng nagresultang biofuel ay napaka-makatwiran.