Mazda foli për mbështetjen e disa projekteve kërkimore që po zhvillojnë biokarburantet e gjelbërta me bazë alga. Në të ardhmen, planifikohet të fillojë lëshimin e saj në shkallë të gjerë.

Puna për krijimin e karburanteve të reja për motorët me djegie të brendshme të marra nga alga deti po kryhet nga Universiteti i Hiroshima dhe Instituti i Teknologjisë i Tokios. Gjatë djegies, karburanti lëshon vetëm vëllimin e dioksidit të karbonit që ishte zhytur më parë nga atmosfera nga algat gjatë rritjes. Për shkak të kësaj, karburanti është neutral për sa i përket emetimeve të dëmshme.

Përveç mirëdashësisë mjedisore, midis avantazheve të një lloji të ri të karburantit, vihet re pavëmendshmëri e algave, të cilat mund të rriten në rajone të papërshtatshme për lloje të tjera të bujqësisë. Uji i freskët nuk është i nevojshëm për ujitje të tyre. Karburanti i bazuar në to është i biodegradueshëm dhe i padëmshëm në rast të derdhjes.

Problemi kryesor i karburantit të ri nga algat është kostoja e lartë e prodhimit në krahasim me benzinë ​​dhe naftë konvencionale. Nëse mund të zgjidhet, atëherë Mazda planifikon të përdorë karburant të ri në 95 përqind të makinave deri në vitin 2030. Kjo do të lejojë të vazhdojë të prodhojë vetura me ICE deri të paktën vitet 2040.

Gjeneratat e biokarburanteve bimore

Materialet bimore ndahen në breza.

Lëndë e parë brezi i parë janë të lashtat me një përmbajtje të lartë yndyrnash, niseshte, sheqerna. Yndyrnat vegjetale përpunohen në bionaftë, dhe nuset dhe sheqernat shndërrohen në etanol. Duke pasur parasysh ndryshimet indirekte në përdorimin e tokës, lëndët e para shpesh bëjnë më shumë dëme në klimë sesa ato që mund të shmangen duke mos djegur lëndë djegëse fosile. Përveç kësaj, tërheqja e tij nga tregu ndikon drejtpërdrejt në çmimin e ushqimit. Pothuajse të gjitha biokarburantet moderne të transportit prodhohen nga lëndët e para të gjeneratës së parë, përdorimi i lëndëve të para të gjeneratës së dytë është në fazat e hershme të komercializimit ose në procesin e kërkimit.

Quhen mbetje jo ushqimore të bimëve të kultivuara, bar dhe dru gjenerata e dytë lëndëve të para. Marrja e tij është shumë më pak e kushtueshme se ajo e të lashtave të gjeneratës së parë. Lëndët e para të tilla përmbajnë celulozë dhe linjinë. Mund të digjet direkt (siç është bërë tradicionalisht me dru), gazifikuar (duke marrë gaze të djegshme), dhe pirolizuar. Disavantazhet kryesore të gjeneratës së dytë të lëndëve të para janë burimet e tokës së okupuar dhe kthimet relativisht të ulëta për sipërfaqe njësi.

Brezi i tretë lëndët e para - algat. Ata nuk kërkojnë burime të tokës, ato mund të kenë një përqendrim të madh të biomasës dhe një shkallë të lartë riprodhimi.

Karburantet e gjeneratës së dytë

Biokarburantet e gjeneratës së dytë - karburante të ndryshme të marra nga metoda të ndryshme të pirolizës së biomasës, ose llojeve të tjera të karburanteve, përveç metanolit, etanolit, bionaftë të prodhuar nga burime të lëndëve të para "të gjeneratës së dytë".

Burimet e lëndëve të para për biokarburantet e gjeneratës së dytë janë komponimet linjo-celuloze që mbeten pasi të hiqen pjesët e lëndëve të para biologjike të përshtatshme për t’u përdorur në industrinë ushqimore. Përdorimi i biomasës për prodhimin e biokarburanteve të gjeneratës së dytë ka për qëllim zvogëlimin e sasisë së tokës së përdorur për bujqësi. Bimët - burimet e lëndëve të para të gjeneratës së dytë përfshijnë:

• Alga - të cilat janë organizma të thjeshtë të përshtatur për t’u rritur në ujë të ndotur ose kripë (ato përmbajnë deri në dyqind herë më shumë vaj sesa burimet e gjeneratës së parë, siç janë sojat),
• Xhenxhefili (bimë) - rritet në rotacion me grurë dhe të lashtat e tjera,
• Jatropha curcas ose Jatropha - në rritje në tokë të thatë, me një përmbajtje vaji nga 27 në 40% në varësi të specieve.

Piroliza e shpejtë ju lejon të shndërroni biomasën në një lëng që është më i lehtë dhe më i lirë për t'u transportuar, ruajtur dhe përdorur. Nga lëngu, është e mundur të prodhohet karburant automobilistik, ose karburant për termocentralet.

Nga biokarburantet e gjeneratës së dytë të shitura në treg, më të famshmit janë BioOil të prodhuar nga kompania kanadeze Dynamotive dhe kompania gjermane CHOREN Industries GmbH.

Sipas Agjencisë Gjermane të Energjisë (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (me teknologjitë aktuale), prodhimi i karburantit të pirolizës së biomasës mund të mbulojë 20% të nevojave të karburantit automobilistik të Gjermanisë. Deri në vitin 2030, me zhvillimin e teknologjisë, piroliza e biomasës mund të sigurojë 35% të konsumit gjerman të karburantit automobilistik. Kostoja e prodhimit do të jetë më pak se 0.80 € për litër karburant.

Rrjeti i Pirolizës (PyNe), një organizatë kërkimore që bashkon studiuesit nga 15 vende të Evropës, Sh.B.A dhe Kanada, u krijua.

Përdorimi i produkteve të lëngshme të pirolizës halore të drurit është gjithashtu shumë premtuese. Për shembull, një përzierje e 70% çamçakullit terpentinë, 25% metanol dhe 5% aceton, domethënë fraksione distilimi të thatë të drurit rrëshirë pishë, mund të përdoren me sukses si një zëvendësim i benzinës A-80. Për më tepër, për distilim përdoren mbeturinat nga prodhimi i drurit: degë, trung, leh. Rendimenti i fraksioneve të karburantit është deri në 100 kilogramë për ton mbeturina.

Karburantet e gjeneratës së tretë

Biokarburantet e gjeneratës së tretë janë lëndë djegëse që rrjedhin nga algat.

Departamenti i Energjisë i Shteteve të Bashkuara nga 1978 deri 1996 studioi algat me algë të lartë në Programin e Specieve Ujore. Studiuesit kanë arritur në përfundimin se California, Hawaii dhe New Mexico janë të përshtatshme për prodhimin industrial të algave në pellgje të hapura. Për 6 vjet, algat u rritën në pellgje me një sipërfaqe prej 1000 m². Pellg i Meksikës së Re kapur shumë në CO₂. Produktiviteti ishte më shumë se 50 gr. algat me 1 m² në ditë. 200 mijë hektarë pellgje mund të prodhojnë karburant të mjaftueshëm për konsum vjetor prej 5% të makinave amerikane. 200 mijë hektarë - kjo është më pak se 0,1% e tokës amerikane të përshtatshme për rritjen e algave. Teknologjia ka akoma shumë probleme. Për shembull, algat i duan temperaturat e larta, një klimë shkretëtire është e përshtatshme për prodhimin e tyre, por disa rregullime të temperaturës kërkohen për ndryshimet e temperaturës gjatë natës. Në fund të viteve 1990, teknologjia nuk u fut në prodhimin industrial për shkak të kostos së ulët të naftës.

Përveç rritjes së algave në pellgje të hapura, ekzistojnë teknologji për rritjen e algave në bioreaktorë të vegjël të vendosur në afërsi të termocentraleve. Nxehtësia e mbeturinave të një termocentrali mund të mbulojë deri në 77% të kërkesës së nxehtësisë të nevojshme për rritjen e algave. Kjo teknologji nuk kërkon një klimë të nxehtë shkretëtire.

Llojet e karburanteve

Biokarburantet ndahen në të ngurta, të lëngshme dhe të gazta. Solidi është dru zjarri tradicional (shpesh në formën e mbeturinave të përpunimit të drurit) dhe fishekëve të karburantit (mbetje të vogla të shtypura të përpunimit të drurit).

Karburantet e lëngshme janë alkoole (metanol, etanol, butanol), ester, biodelë dhe biomasa.

Karburantet e gazrave - përzierje të ndryshme të gazit me monoksid karboni, metan, hidrogjen të marrë nga dekompozimi termik i lëndëve të para në prani të oksigjenit (gazifikimit), pa oksigjen (pirolizë) ose me fermentim nën ndikimin e baktereve.

Karburant i ngurtë

Druri i zjarrit është lënda djegëse më e vjetër që përdoret nga njerëzimi. Aktualisht, në botë për prodhimin e druve të zjarrit ose biomasës, pyjet e energjisë rriten, që përbëhen nga specie me rritje të shpejtë (plep, eukalipt, etj.). Në Rusi, druri dhe biomasa janë kryesisht luledielli, i cili nuk është i përshtatshëm në cilësi për prodhimin e lëndës drusore.

Granulat e karburantit dhe briketat - produkte të shtypur nga mbeturinat e drurit (tallash, patate të skuqura druri, leh, druri të imët dhe nënstandard, mbetje nga prerjet gjatë prerjeve), kashtë, mbeturina bujqësore (lëvozhgat e lulediellit, me pak lëvore, pleh organik, mbeturinat e pulave) dhe biomasa të tjera. Granulat e karburantit të drurit quhen fishekë, ato janë në formën e kokrrizave cilindrike ose sferike me një diametër prej 8-23 mm dhe një gjatësi prej 10-30 mm. Aktualisht, në Rusi prodhimi i fishekëve dhe briketave të karburantit është ekonomikisht i dobishëm vetëm me vëllime të mëdha.

Burimet e energjisë me origjinë biologjike (kryesisht pleh organik, etj.) Janë briketuar, tharë dhe djegur në vatrat e ndërtesave të banimit dhe furrat e termocentraleve, duke gjeneruar energji elektrike të lirë.

Mbeturinat me origjinë biologjike - të patrajtuara ose me një shkallë minimale të përgatitjes për djegie: tallash, patate të skuqura druri, leh, lëvore, lëvore, kashtë, etj.

Patate të skuqura druri - prodhohen duke copëtuar dru të imët ose copëtuar mbetje gjatë korrjes direkt në zonën e prerjes ose mbeturinave të përpunimit të drurit në prodhim duke përdorur chippers celular ose duke përdorur chippers të palëvizshëm (grirëse). Në Evropë, patate të skuqura druri janë djegur kryesisht në termocentrale të mëdhenj me një kapacitet prej një deri në disa dhjetëra megavat.

Shpesh gjithashtu: torfe karburanti, mbeturina të ngurta komunale, etj.

Bioethanol

Prodhimi botëror i bioethanolit në vitin 2015 arriti në 98.3 miliardë litra, nga të cilat 30 në Brazil dhe 56.1 në Shtetet e Bashkuara. Etanoli në Brazil prodhohet kryesisht nga sheqeri, dhe në Shtetet e Bashkuara nga misri.

Në Janar 2007, në një mesazh për Kongresin, George W. Bush propozoi një plan 20 për 10. Plani propozoi uljen e konsumit të benzinës me 20% në 10 vjet, gjë që do të zvogëlonte konsumin e naftës me 10%. 15% e benzinës ishte menduar të zëvendësohej me karburant biok. Më 19 Dhjetor 2007, Presidenti amerikan George W. Bush nënshkroi Aktin e Pavarësisë së Energjisë dhe Sigurisë së Shteteve të Bashkuara (EISA të 2007), i cili bëri thirrje për prodhimin e 36 miliardë litrave etanol në vit deri në vitin 2022. Në të njëjtën kohë, 16 miliard gallon etanol duhej të prodhoheshin nga celuloza - jo nga lëndët e para ushqimore. Zbatimi i ligjit ka hasur në shumë vështirësi dhe vonesa, qëllimet e përcaktuara në të janë rishikuar në mënyrë të përsëritur poshtë.

Etanoli është një burim energjie më pak "i dendur nga energjia" sesa benzina, largësia e automjeteve që funksionojnë E85 (një përzierje prej 85% etanol dhe 15% benzinë, shkronja "E" nga anglishtja Etanol), për njësi vëllimi i karburantit është afërsisht 75% e kilometrave të largëta të makinave standarde. Makinat konvencionale nuk mund të punojnë në E85, megjithëse motorët me djegie të brendshme funksionojnë shumë E10 (disa burime pretendojnë se madje mund të përdorni E15). Mbi etanolin "e vërtetë" mund të funksionojë vetëm i ashtuquajturi. Makinat "Flex-Karburant" (makina "flex-karburant"). Këto makina mund të punojnë gjithashtu në benzinë ​​të zakonshëm (një shtesë e vogël e etanolit kërkohet ende) ose në një përzierje arbitrare të të dyve. Brazili është një udhëheqës në prodhimin dhe përdorimin e bioethanolit të kallam sheqerit si lëndë djegëse. Stacionet e gazit në Brazil ofrojnë një zgjedhje E20 (ose E25) nën maskën e benzinës së zakonshme, ose "acool", një azeotrope etanol (96% C₂H₅OH dhe 4% ujë, një përqendrim më i lartë i etanolit nuk mund të merret me distilim konvencional). Duke përfituar nga fakti se etanoli është më i lirë se benzina, agjentët e pasigurt të karburantit hollojnë E20 me një azeotrope, në mënyrë që përqendrimi i tij të mund të arrijë në fshehtësi 40%. Shndërrimi i një makinerie konvencionale në karburant fleksibël është i mundur, por jo ekonomikisht i mundshëm.

Prodhimi i etanolit të celulozës amerikane

Në vitin 2010, Agjensia e Shteteve të Bashkuara për Mbrojtjen e Mjedisit (EPA) lëshoi ​​të dhëna mbi prodhimin amerikan të 100 milion gallon e etanol celulozë bazuar në deklaratat e dy kompanive. Karburantet varg dhe Energjia e celulit. Të dyja kompanitë pushuan operimet në të njëjtin vit pa filluar prodhimin e karburantit.

Në Prill 2012, kompania Sheqerna blu prodhoi 20 mijë gallonët e para, pas së cilës ai pushoi këtë veprimtari.

kompani INEOS Bio në vitin 2012, ajo njoftoi fillimin e "fabrikës së parë tregtare të prodhimit të etanolit nga celuloza me një kapacitet prej 8 milion gallons në vit", por EPA nuk regjistroi ndonjë prodhim të vërtetë në të.

Në 2013, EPA gjeti prodhimin e etanolit celulozë zero në Shtetet e Bashkuara.

Në vitin 2014, katër kompani njoftuan fillimin e furnizimit:

• Përpunuesit e misrit Quad County - Korrik 2014, 2 milion gallone në vit,
• POET - Shtator 2014, 25 milion gallone në vit,
• Abengoa - Tetor 2014, 25 milion gallone në vit,
• DuPont - Tetor 2015, 30 milion gallone në vit.

Sipas EPA për 2015, në të vërtetë janë prodhuar 2,2 milion gallone, d.m.th., 3.6% e deklaruar nga katër kompanitë e përmendura më lart.

Abengoa në 2015 deklaroi falimentim.

Akti i Pavarësisë dhe Sigurisë së Energjisë, i miratuar në vitin 2007 nga Kongresi Amerikan, bëri thirrje për prodhimin e 3 miliardë galloneve në SHBA në 2015. Kështu, prodhimi aktual arriti në vetëm 0.073% të qëllimit të deklaruar nga Kongresi, megjithë investimet e rëndësishme dhe mbështetjen e shtetit.

Kritikët tregojnë se përpjekjet e pasuksesshme për komercializimin e prodhimit të etanolit nga celuloza në Shtetet e Bashkuara filluan më shumë se një shekull më parë dhe përsëriten afërsisht çdo 20-30 vjet, dhe ka shembuj ku prodhimi tejkaloi një milion gallons në vit. Kështu, për shembull, përsëri në 1910, kompania Alkool standard merrte alkool nga mbeturinat e përpunimit të drurit në dy ndërmarrje me një kapacitet prej 5 mijë e 7 mijë gallone në ditë. Ata punuan për disa vjet.

Bioetanolin

Kultivimi industrial dhe shndërrimi bioteknologjik i fitoplanktonit detar nuk ka arritur ende në fazën e komercializmit, por konsiderohen si një nga fushat premtuese në prodhimin e biokarburanteve.

Në fillim të viteve '80, një numër vendesh evropiane bashkuan një projekt që synon krijimin e sistemeve industriale duke përdorur zonat e shkretëtirës bregdetare. Zbatimi i këtij projekti u pengua nga një rënie globale e çmimeve të naftës.

Prodhimi parësor i biomasës është i mundur duke kultivuar fitoplankton në rezervuarë artificialë të krijuar në bregdetin e detit.

Proceset sekondare janë fermentimi metan i biomasës dhe hidroksilimi pasues i metanit për të prodhuar metanol.

Përfitimet e mundshme të përdorimit të algave mikroskopike janë si më poshtë:

• produktivitet i lartë i fitoplanktonit (deri në 100 t / ha në vit),
• as toka pjellore as uji i freskët nuk përdoret në prodhim,
• procesi nuk konkurron me prodhimin bujqësor,
• efikasiteti energjetik i procesit arrin në 14 në fazën e prodhimit të metanit dhe 7 në fazën e prodhimit të metanolit.

Nga pikëpamja e prodhimit të energjisë, ky biosistem mund të ketë avantazhe të konsiderueshme ekonomike në krahasim me metodat e tjera të shndërrimit të energjisë diellore.

Biobutanol

butanol C₄H₁₀O është alkool butil. Një lëng pa ngjyrë me një erë karakteristike. Përdoret gjerësisht si lëndë e parë kimike në industri, dhe nuk përdoret si karburant transporti në një shkallë tregtare. Në Shtetet e Bashkuara, 1.39 miliardë litra butanol prodhohen çdo vit për afro 1.4 miliardë dollarë.

Butanol filloi të prodhohet në fillim të shekullit të 20 duke përdorur baktere Clostridia acetobutylicum. Në vitet 50, për shkak të rënies së çmimit të naftës, ajo filloi të prodhohej nga produktet e naftës.

Butanol nuk ka veti gërryese, mund të transmetohet mbi infrastrukturën ekzistuese. Mund, por nuk ka pse të përzihet me lëndë djegëse tradicionale. Energjia e butanolit është afër energjisë së benzinës. Butanoli mund të përdoret në qelizat e karburantit dhe si lëndë e parë për prodhimin e hidrogjenit.

Kallami i sheqerit, panxhari, misri, gruri, cassava dhe, në të ardhmen, celuloza mund të jetë lëndë e parë për prodhimin e biobutanolit. Teknologjia e prodhimit të biobutanolit u zhvillua nga DuPont Biokarburanteve. Associated British Foods (ABF), BP dhe DuPont po ndërtojnë një fabrikë biobutanol në Mbretërinë e Bashkuar me një kapacitet 20 milion litra në vit nga lëndë të ndryshme të para.

Dimetil eter

Mund të prodhohet si nga qymyri, edhe nga gazi natyror, edhe nga biomasa.Një sasi e madhe e eter dimetil prodhohet nga prodhimi i pulpës së mbeturinave dhe letrës. Lëngohet me presion të ulët.

Dimetil eteri është një lëndë djegëse miqësore me mjedisin pa përmbajtje të squfurit, përmbajtja e oksideve të azotit në gazrat e shkarkimit është 90% më pak se ajo e benzinës. Përdorimi i eter dimetil nuk kërkon filtra të veçantë, por është e nevojshme të ndryshoni sistemet e furnizimit me energji (instalimi i pajisjeve të gazit, korrigjimi i formimit të përzierjes) dhe ndezja e motorit. Pa ndryshime, është e mundur të përdorni në makina me motor LPG me një përmbajtje 30% në karburant.

Në korrik 2006, Komisioni Kombëtar i Zhvillimit dhe Reformës (NDRC) (Kinë) miratoi një standard për përdorimin e eter dimetilil si karburant. Qeveria kineze do të mbështesë zhvillimin e dimetil eterit si një alternative e mundshme për naftë. Në 5 vitet e ardhshme, Kina planifikon të prodhojë 5-10 milion ton eter dimetil në vit.

Departamenti i Transportit dhe Lidhjeve të Moskës përgatiti një projekt-rezolutë të qeverisë së qytetit "Për zgjerimin e përdorimit të eter dimetil dhe llojeve të tjera alternative të karburantit motorik".

Makinat me motorë që funksionojnë në eter dimetil janë zhvilluar nga KAMAZ, Volvo, Nissan dhe ndërmarrja kineze SAIC Motor.

Bionaftë

Bionaftë është një lëndë djegëse e bazuar në yndyrna me origjinë shtazore, bimore dhe mikrobiale, si dhe produkte të esterifikimit të tyre. Për të marrë bionaftë, përdoren yndyrna bimore ose shtazore. Lëndët e para mund të jenë rapese, soje, palme, vaj kokosi, ose ndonjë vaj tjetër i papërpunuar, si dhe mbetje nga industria ushqimore. Teknologjitë janë duke u zhvilluar për prodhimin e bionaftë nga algat.

Benzinë ​​bio

Shkencëtarët rusë nga Instituti i Përbashkët për Temperaturat e Larta (OIVT) të Akademisë së Shkencave Ruse dhe Universitetit Shtetëror të Moskës kanë zhvilluar dhe testuar me sukses një fabrikë për shndërrimin e biomasës së mikrobalgëve në bio-benzinë. Karburanti që rezulton i përzier me benzinë ​​konvencionale u testua në një motor me djegie të brendshme me dy goditje. Zhvillimi i ri ju lejon të përpunoni menjëherë të gjithë biomasën e algave, pa e tharë atë. Përpjekjet e mëparshme për të marrë bio-benzinë ​​nga algat parashikuan fazën e tharjes, e cila ishte më e lartë në konsumin e energjisë ndaj efikasitetit energjetik të karburantit që rezulton. Tani ky problem është zgjidhur. Mikroalgat me rritje të shpejtë përpunojnë shumë më produktive energjinë e dritës së diellit dhe dioksidin e karbonit në biomasa dhe oksigjen sesa bimët tokësore konvencionale, kështu që marrja e biokarburanteve prej tyre është shumë premtuese.

Metan

Metani sintetizohet pas pastrimit nga të gjitha llojet e papastërtive të të ashtuquajturit gaz natyror sintetik nga karburantet e ngurta që përmbajnë karbon si qymyri ose druri. Ky proces ekzotermik ndodh në një temperaturë prej 300 deri 450 ° C dhe një presion prej 1-5 bar në prani të një katalizatori. Në botë ka tashmë disa impiante të porositura për prodhimin e metanit nga mbeturinat e drurit.

Kritikë

Kritikët e zhvillimit të industrisë së biokarburanteve thonë se kërkesa në rritje për karburantet bio po detyron fermerët të zvogëlojnë zonën nën të lashtat ushqimore dhe rishpërndarjen e tyre në favor të të lashtave të karburantit. Për shembull, në prodhimin e etanolit nga misri ushqimor, bard përdoret për të prodhuar ushqim për bagëtinë dhe shpendët. Në prodhimin e bionaftë nga soja ose rapa, torta përdoret për prodhimin e ushqimit të kafshëve. Kjo do të thotë, prodhimi i biokarburanteve krijon një fazë tjetër në përpunimin e lëndëve të para bujqësore.

• Sipas ekonomistëve në Universitetin e Minesota, si rezultat i bumit të biokarburantit, numri i njerëzve të uritur në planet do të rritet në 1.2 miliardë njerëz deri në vitin 2025.
• Organizata e Ushqimit dhe Bujqësisë e Kombeve të Bashkuara (FAO) në raportin e saj për vitin 2005 thotë se rritja e konsumit të biokarburantit mund të ndihmojë në diversifikimin e aktiviteteve bujqësore dhe pyjore dhe përmirësimin e sigurisë ushqimore, duke kontribuar në zhvillimin ekonomik. Prodhimi i biokarburanteve do të krijojë vende të reja pune në vendet në zhvillim dhe do të zvogëlojë varësinë e vendeve në zhvillim nga importi i naftës. Për më tepër, prodhimi i biokarburanteve do të lejojë përfshirjen e tokës aktualisht të papërdorur. Për shembull, në Mozambik, bujqësia kryhet në 4.3 milion hektarë me 63.5 milion hektarë tokë potencialisht të përshtatshme.
• Deri në vitin 2007, 110 impiante distilimi ishin duke operuar në Shtetet e Bashkuara për të prodhuar etanol dhe 73 të tjerë ishin në ndërtim e sipër.Me fund të vitit 2008, kapacitetet e prodhimit të etanolit në SHBA arritën në 11.4 miliardë gallone në vit. Në fjalimin e tij drejtuar kombit në vitin 2008, George W. Bush bëri thirrje për rritjen e prodhimit të bioethanolit në 35 miliard gallons në vit deri në 2017.
• Në Mendimet e Komandantit të Përgjithshëm (03/28/2007), Fidel Castro Rus kritikoi Presidentin amerikan George W. Bush, i cili "pasi u takua me prodhuesit e mëdhenj amerikanë shprehu idenë e tij djallëzore për prodhimin e karburantit nga ushqimi ... Kreu i perandorisë mburrej se Shtetet e Bashkuara përdorin misër si lëndë e parë, ata tashmë janë bërë prodhuesi i parë në botë i etanolit, ”shkroi Castro. Dhe pastaj, bazuar në shifra dhe fakte, ai tregoi se një qasje e tillë do të përkeqësonte problemet e furnizimit me ushqim në vendet e botës së tretë, popullsitë e të cilëve shpesh janë të uritur.
• Në Indonezi dhe Malajzi, një pjesë e madhe e pyjeve të shiut u shkurtuan për të krijuar plantacione palme. E njëjta gjë ndodhi në Borneo dhe Sumatra. Arsyeja ishte gara për prodhimin e bionaftë - karburantit si një alternative e karburantit me naftë (vaj rapese mund të përdoret si lëndë djegëse në formë të pastër). Kosto e ulët dhe konsumi i ulët i energjisë - ajo që ju nevojitet për prodhimin e karburanteve alternative nga farat e naftës gjysmë teknike.

Opsionet e shkallëzimit

Bionenergjia shpesh shihet si një zëvendësues potencialisht i madh i karburanteve fosile neutrale të karbonit. Për shembull, Agjensia Ndërkombëtare e Energjisë e konsideron bioenergjinë si një burim potencial të më shumë se 20% të energjisë primare deri në vitin 2050, një raport i Sekretariatit të UNFCCC vlerëson potencialin e bioenergjisë në 800 ekzajoule në vit (EJ / vit), duke tejkaluar ndjeshëm konsumin aktual global të energjisë. Aktualisht, njerëzimi përdor rreth 12 miliardë ton biomasa të bimëve në vit (duke zvogëluar biomasën në dispozicion për ekosistemet tokësore me 23.8%), energjia e saj kimike është vetëm 230 EJ. Në vitin 2015, biokarburantit u prodhua me një përmbajtje totale energjie prej 60 EJ, ​​që është 10% e kërkesës primare të energjisë. Praktikat ekzistuese bujqësore dhe pyjore nuk rrisin prodhimin e përgjithshëm të biomasës në planet, duke rishpërndarë vetëm atë nga ekosistemet natyrore në favor të nevojave njerëzore. Kënaqësia e 20-50% e kërkesës për energji për shkak të karburantit do të nënkuptojë një rritje të sasisë së biomasës të marrë në tokat bujqësore me 2-3 herë. Së bashku me këtë, një popullsi në rritje do të duhet të pajiset me ushqim. Ndërkohë, niveli aktual i prodhimit bujqësor prek 75% të sipërfaqes së tokës pa shkretëtira dhe akullnajat, gjë që çon në presion të tepruar në ekosistemet dhe emetime të konsiderueshme të CO₂ . Mundësia për të marrë sasi të mëdha të biomasës shtesë në të ardhmen është pra shumë problematike.

“Neutraliteti i karbonit” i bioenergjisë

Koncepti i "neutralitetit të karbonit" të bioenergjisë është i përhapur, sipas të cilit prodhimi i energjisë nga bimët nuk çon në shtimin e CO₂ në atmosferë. Ky këndvështrim kritikohet nga shkencëtarët, por është i pranishëm në dokumentet zyrtare të Bashkimit Evropian. Në veçanti, nënvizon direktivën për rritjen e pjesës së bioenergjisë në 20% dhe biokarburanteve në transport në 10% deri në vitin 2020. Sidoqoftë, ekziston një organ në rritje i provave shkencore që hedhin dyshime në këtë tezë. Bimët në rritje për prodhimin e biokarburantit do të thotë që toka duhet të hiqet dhe të çlirohet nga bimësia tjetër që natyrisht mund të nxjerrë karbonin nga atmosfera. Për më tepër, shumë faza të procesit të prodhimit të biokarburantit gjithashtu rezultojnë në emetime të CO.₂. Funksionimi i pajisjeve, transporti, përpunimi kimik i lëndëve të para, shqetësimi i tokës shoqërohen në mënyrë të pashmangshme nga emetimet e CO₂ në atmosferë. Balanca përfundimtare në disa raste mund të jetë më e keqe sesa kur digjen karburantet fosile. Një tjetër mundësi për bioenergjinë përfshin marrjen e energjisë nga mbeturinat e ndryshme bujqësore, përpunimin e drurit, etj. Kjo nënkupton heqjen e këtyre mbeturinave nga mjedisi natyror, ku gjatë rrjedhës natyrore të ngjarjeve, karboni që përmbahet në to, si rregull, mund të kalonte në tokë në procesin e kalbjes. Përkundrazi, lëshohet në atmosferë kur digjet.

Vlerësimet e integruara të bazuara në ciklin jetësor të teknologjive të bioenergjisë japin një gamë të gjerë të rezultateve në varësi të faktit nëse merren parasysh ndryshimet direkte dhe indirekte në përdorimin e tokës, mundësia e marrjes së nënprodukteve (psh. Ushqimi i bagëtive), roli i serrës së oksidit të azotit nga prodhimi i plehrave dhe faktorë të tjerë. Sipas Farrell et al. (2006), emetimet e biokarburanteve nga të lashtat janë 13% më të ulëta se emetimet konvencionale të benzinës. Një studim i Agjencisë Amerikane të Mbrojtjes së Mjedisit tregon se me një horizont kohor prej 30 vjetësh, bionaftë me grurë në krahasim me karburantet konvencionale siguron një interval nga një ulje prej 26% në një rritje të emetimeve prej 34% në varësi të supozimeve të bëra.

Borxhi i karbonit

Përdorimi i biomasës në industrinë e energjisë elektrike paraqet një problem tjetër për neutralitetin e karbonit, i cili nuk është tipik për biokarburantet e transportit. Si rregull, në këtë rast ne po flasim për djegien e drurit. CO₂ nga djegia e drurit ajo futet në atmosferë direkt gjatë procesit të djegies, dhe nxjerrja e saj nga atmosfera ndodh kur pemët e reja rriten për dhjetëra e qindra vjet. Kjo vonesë kohore quhet zakonisht "borxh karboni", për pyjet evropiane arrin dyqind vjet. Për shkak të kësaj, "neutraliteti i karbonit" i drurit si karburant biologjik nuk mund të sigurohet në planin afatshkurtër dhe të mesëm, ndërkohë, rezultatet e modelimit të klimës tregojnë nevojën për një ulje të shpejtë të emetimeve. Përdorimi i pemëve me rritje të shpejtë duke përdorur plehra dhe metoda të tjera të teknologjisë bujqësore industriale çon në zëvendësimin e pyjeve me plantacione që përmbajnë shumë më pak karbon se sa ekosistemet natyrore. Krijimi i plantacioneve të tilla çon në humbjen e biodiversitetit, varfërimin e dherave dhe probleme të tjera mjedisore të ngjashme me pasojat e përhapjes së monokulturave të grurit.

Implikimet e ekosistemit

Sipas një studimi të botuar në revistë shkencëprezantimi i tarifave të emetimit të CO₂ nga karburantet fosile, ndërsa injoron emetimet e karburantit biologjik, do të çojë në një rritje të kërkesës për biomasë, e cila deri në vitin 2065 do t'i kthejë fjalë për fjalë të gjitha pyjet natyrore të mbetura, livadhet dhe shumicën e ekosistemeve të tjera në plantacione biokarburantesh. Tani pyjet po shkatërrohen për biokarburantet. Kërkesa në rritje për fishekë çon në zgjerimin e tregtisë ndërkombëtare (kryesisht me furnizime në Evropë), duke kërcënuar pyjet në të gjithë botën. Për shembull, prodhuesi anglez i energjisë elektrike Drax planifikon të marrë gjysmën e kapacitetit të tij 4 GW nga biokarburantet. Kjo nënkupton nevojën për të importuar 20 milion ton dru në vit, dy herë më shumë sesa që është korrur në Mbretërinë e Bashkuar.

Efikasiteti i Energjisë Biokarburanteve

Aftësia e biokarburanteve për të shërbyer si burim kryesor i energjisë varet nga përfitimi i saj i energjisë, domethënë raporti i energjisë së dobishme të marrë me atë të shpenzuar. Bilanci energjetik i etanolit të drithërave diskutohet në Farrell et al. (2006). Autorët konkludojnë se energjia e nxjerrë nga ky lloj i karburantit është dukshëm më e lartë se konsumi i energjisë për prodhimin e tij. Pimentel dhe Patrek, nga ana tjetër, argumentojnë se konsumi i energjisë është 29% më shumë sesa energjia e rikuperueshme. Mospërputhja ka të bëjë kryesisht me vlerësimin e rolit të nënprodukteve, të cilat, sipas një vlerësimi optimist, mund të përdoren si ushqim për bagëtinë dhe zvogëlojnë nevojën për prodhimin e sojës.

Ndikimi në sigurinë e ushqimit

Meqenëse, pavarësisht viteve të përpjekjeve dhe investimeve të konsiderueshme, prodhimi i karburantit nga algat nuk mund të hiqet jashtë laboratorit, biokarburantet kërkojnë heqjen e tokës bujqësore. Sipas IEA për vitin 2007, prodhimi vjetor i 1 EJ i energjisë së karburantit të transportit në vit kërkon 14 milion hektarë tokë bujqësore, d.m.th. 1% e karburantit të transportit kërkon 1% të tokës bujqësore.

Përhap

Vlerësohet nga Instituti Worldwatch Në vitin 2007, 54 miliard litra biokarburanteve u prodhuan në të gjithë botën, që përfaqësojnë 1.5% të konsumit global të karburantit të lëngshëm. Prodhimi i etanolit arriti në 46 miliardë litra. Shtetet e Bashkuara dhe Brazili prodhojnë 95% të etanolit global.

Në vitin 2010, prodhimi botëror i biokarburanteve të lëngshëm u rrit në 105 miliardë litra, që është 2.7% e konsumit global të karburantit në transportin rrugor. Në vitin 2010, u prodhuan 86 miliardë litra etanol dhe 19 miliardë litra bionaftë. Pjesa e Shteteve të Bashkuara dhe Brazilit në prodhimin global të etanolit ranë në 90%.

Më shumë se një e treta e grurit në SHBA, më shumë se gjysma e rapeseed në Evropë, dhe gati gjysma e sheqerit në Brazil shkojnë në prodhimin e biokarburanteve (Bureau et al, 2010).

Biokarburantet në Evropë

Komisioni Evropian ka vendosur qëllimin e përdorimit të burimeve alternative të energjisë në të paktën 10% të automjeteve deri në vitin 2020. Ekziston gjithashtu një objektiv i përkohshëm prej 5.75% deri në 2010.

Në Nëntor 2007, Agjensia e Karburanteve të Rinovueshme u krijua në Mbretërinë e Bashkuar për të mbikëqyrur prezantimin e kërkesave të karburantit të rinovueshëm. Komiteti kryesohej nga Ed Gallaher, ish drejtor ekzekutiv i Agjencisë së Mjedisit.

Debati mbi qëndrueshmërinë e biokarburanteve gjatë vitit 2008 çoi në një studim të dytë gjithëpërfshirës të problemit nga një komision i udhëhequr nga Gallagher. U shqyrtuan efektet indirekte të përdorimit të biokarburanteve në prodhimin e ushqimit, larminë e kulturave të rritura, çmimet e ushqimeve dhe sipërfaqen e tokës bujqësore. Raporti sugjeroi uljen e dinamikës së futjes së biokarburanteve në 0.5% në vit. Qëllimi prej 5 përqind në këtë mënyrë duhet të arrihet jo më parë se në 2013/2014, tre vjet më vonë sesa u propozua fillimisht. Për më tepër, zbatimi i mëtutjeshëm duhet të shoqërohet me një kërkesë të detyrueshme që kompanitë të aplikojnë teknologjitë më të fundit të përqendruara në karburantin e gjeneratës së dytë.

Duke filluar nga 1 Prill 2011, ju mund të blini një motor të ri dizel në më shumë se 300 stacione karburanti Suedez. Suedia u bë vendi i parë në botë ku është e mundur të karburantit të makinave me eko-naftë, të bëra në bazë të vajit të pishës suedeze. "Ky është një shembull i mirë se si të përdorim shumë përbërës të vlefshëm të pyjeve dhe si" ari ynë i gjelbër "mund të sigurojë më shumë punë dhe një klimë më të mirë" - Ministri i Bujqësisë Eskil Erlandsson / Eskil Erlandsson.

Më 8 Mars 2013, përfundoi fluturimi i parë komercial transatlantik i biokarburanteve. Fluturimi u operua nga një KLM Boeing 777-200 në rrugën Amsterdam - New York.

Në Finlandë, karburanti i drurit siguron rreth 25% të konsumit të energjisë dhe është burimi kryesor i tij, dhe pjesa e tij vazhdon të rritet.

Centrali më i madh termik në botë aktualisht është në ndërtim e sipër në Belgjikë. Fuqia e bletës butëi cili do të punojë në patate të skuqura druri.Kapaciteti i tij elektrik do të jetë 215 MW, dhe kapaciteti i tij termik do të jetë 100 MW 107, i cili do të sigurojë energji elektrike për 450,000 familje.

Karburantet biokarburanteve në Rusi

Sipas Rosstat, në vitin 2010, eksportet ruse të karburanteve me bazë bimore (përfshirë kashtë, keksa vaji, patate të skuqura druri dhe druri) arritën në më shumë se 2.7 milion ton. Rusia është një nga tre vendet që eksporton fishekëve të karburantit në tregun evropian. Vetëm rreth 20% e biokarburanteve të prodhuara konsumohen në Rusi.

Prodhimi i mundshëm i biogazit në Rusi është deri në 72 miliardë m³ në vit. Prodhimi i mundshëm i energjisë elektrike nga biogazi është 151.200 GW, nxehtësia - 169.344 GW.

Në 2012-2013, është planifikuar të komisionuar më shumë se 50 termocentrale biogaz në 27 rajone të Rusisë. Kapaciteti i instaluar i secilit stacion do të jetë nga 350 kW në 10 MW. Kapaciteti i përgjithshëm i stacioneve do të tejkalojë 120 MW. Kostoja totale e projekteve do të jetë nga 58.5 në 75.8 miliardë dollarë (në varësi të parametrave të vlerësimit). Zbatimi i këtij projekti është realizuar nga GazEnergoStroy Corporation dhe BioGazEnergoStroy Corporation.

Tokë e braktisur dhe prodhimi i biokarburanteve

Sipas një këndvështrimi të përbashkët, pasojat negative të përdorimit të karburantit mund të shmangen nëse lëndët e para rriten për të në tokat e ashtuquajtura "të braktisura" ose "të braktisura". Për shembull, Shoqëria Mbretërore Britanike në raportin e saj kërkon vendime politike të dizajnuara për të zhvendosur prodhimin "në tokat margjinale me biodiversitet të ulët ose tokat e braktisura". Në një studim të bërë nga Campbell et al 2008, potenciali global i bioenergjisë së tokave të braktisura vlerësohet të jetë më pak se 8% e kërkesës aktuale për energji parësore duke përdorur 385-472 milion hektarë. Produktiviteti i këtyre tokave njihet në 4.3 tonë për hektar në vit, që është shumë më i ulët se vlerësimet e mëparshme (deri në 10 tonë për hektar në vit). Një shembull i një metodologjie për përcaktimin e tokës bujqësore "të braktisur" të përshtatshme për prodhimin e biokarburanteve është studimi i Field et al (2008), sipas të cilit ka 386 milion hektarë tokë të tillë. Anydo tokë mbi të cilën janë rritur të lashtat bujqësore që nga viti 1700 dhe mbi të cilën, sipas pamjeve satelitore, ato nuk kultivohen tani, konsiderohen "të braktisura" nëse nuk ka pyje ose vendbanime mbi to. Në të njëjtën kohë, nuk është bërë asnjë përpjekje për të vlerësuar përdorimin e këtyre tokave nga banorët vendas për kullota, grumbullime, kopshtari, etj. Si rezultat, autori i një përmbledhje të shtatëmbëdhjetë studimeve të shënimeve të mundshme të prodhimit të biokarburanteve Goeran Berndes, "tokat që shpesh konsiderohen si të braktisura janë baza e popullatës rurale. " Një numër i autorëve që shkruajnë mbi prodhimin e biokarburanteve shkojnë më tej duke prezantuar konceptin e "tokës së pashfrytëzuar" dhe duke përfshirë hapësirat e gjera të kullotave në Amerikën Latine, Afrikë dhe Azi në këtë kategori. Supozohet në heshtje se kalimi në bujqësi intensive në këto toka është një ndihmë për banorët e tyre të tanishëm, dhe mënyra e jetesës së tyre aktuale, e zhvilluar nga përvoja e shumë brezave të të parëve të tyre, nuk ka të drejtë të ekzistojë më tej. Ky këndvështrim kritikohet nga mbrojtësit e mënyrës tradicionale të jetës si një shkelje e larmisë kulturore të njerëzimit dhe mosrespektimi i të drejtave të bashkësive lokale. Ata gjithashtu tregojnë për rëndësinë e njohurive dhe praktikave tradicionale që mundësojnë një mënyrë jetese të qëndrueshme për mjedisin. Sipas organizatës International Lands Koalicioni, aktualisht 42% e të gjitha rrëmujave të tokës në botë janë bërë për prodhimin e biokarburanteve. Prodhuesit e saj priren të klasifikojnë qindra miliona hektarë tokë në Jugun global si "të braktisur" dhe "të arritshëm për zhvillim", duke mos harruar faktin se qindra miliona njerëz jetojnë në këto toka dhe fitojnë jetesën e tyre. Dëmet ndaj biodiversitetit gjithashtu shpesh nuk merren parasysh. Kapjet lehtësohen nga fakti se këto toka shpesh janë pronë kolektive e bashkësive rurale, të drejtat e të cilave bazohen në idetë tradicionale lokale dhe nuk janë zyrtarizuar ligjërisht. Përfitimet për banorët lokalë nga krijimi i vendeve të punës shpesh rezultojnë të parëndësishme për shkak të intensitetit të kapitalit të skemave të prodhimit të aplikuar dhe integrimit të dobët të komuniteteve lokale në këto skema. Përveç kësaj, çmimi i qirasë dhe niveli i pagave përcaktohet nga bilanci i forcave të palëve të përfshira në transaksione, dhe avantazhi, si rregull, është në anën e agrobiznesit transnacional. Colchester (2011) tregon se puna e detyruar përdoret de-fakto në prodhimin e vajit të palmës. Përveç kësaj, punët e premtuara për komunitetet lokale si një kusht për transferimin e tokës shpesh eliminohen në vetëm disa vjet (Ravanera dhe Gorra 2011). Në përgjithësi, situata e varësisë së njëanshme të banorëve rurale nga agrobiznesi i madh është jo tërheqëse për ta. Në Brazil, dëshira e fermerëve migrantë për të "punuar vetë pa pronar të pronarit" njihet si një faktor kryesor në shkatërrimin e pyjeve Amazonian (dos Santos et al 2011).

Standardet

1 janar 2009 në Rusi GOST R 52808-2007 "Teknologjitë jo tradicionale. Bie e mbeturinave energjetike. Kushtet dhe përkufizimet ". Urdhri Nr. 424-i për futjen e standardit u aprovua nga Rostekhregulirovanie në 27 Dhjetor 2007.

Standardi është zhvilluar nga Laboratori i Burimeve të Energjisë së Rinovueshme të Fakultetit të Gjeografisë së Universitetit Shtetëror të Moskës. MV Lomonosov dhe përcakton termat dhe përkufizimet e koncepteve themelore në fushën e biokarburanteve, me theks në karburantet e lëngshëm dhe të gaztë.

Në Evropë, nga 1 janari 2010, një standard i vetëm për biokarburantet EN-PLUS është në fuqi.

Kontrolli ndërkombëtar

Një fakt interesant është se Komisioni Evropian synon të stimulojë vendet pjesëmarrëse të transferojnë automobila në biokarburant në shumën prej 10% të totalit. Për të arritur këtë qëllim, këshillat e veçantë dhe komisionet janë krijuar dhe janë duke punuar në Evropë, të cilat inkurajojnë pronarët e makinave të ri-pajisin motorët e tyre dhe gjithashtu kontrollojnë cilësinë e biokarburanteve që furnizohen në treg.

Për të ruajtur ekuilibrin bio në planetin Tokë, komisionet sigurojnë që të rritet numri i bimëve që janë lëndë të para për prodhimin e produkteve dhe që ato nuk zëvendësohen me bimë nga të cilat prodhohen biokarburantet. Për më tepër, ndërmarrjet që prodhojnë biokarburante duhet të përmirësojnë vazhdimisht teknologjinë e tyre dhe të përqëndrohen në prodhimin e karburantit të gjeneratës së dytë.

Realitetet e karburantit në Rusi dhe në botë

Rezultatet e një pune të tillë aktive nuk vonuan. Për shembull, në fillim të dekadës së dytë të shekullit, 300 stacione karburanti ishin duke vepruar tashmë në Suedi, ku mund të mbushni një rezervuar me bionaftë miqësor ndaj mjedisit. Isshtë bërë nga vaji i pishave të famshme që rriten në Suedi.

Dhe në pranverën e vitit 2013, ndodhi një ngjarje që u bë një pikë kthese në zhvillimin e teknologjive të prodhimit të karburantit të aviacionit. Një avion transatlantik i ushqyer me biokarburant fluturoi jashtë Amsterdamit. Ky Boeing u ul në mënyrë të sigurt në Nju Jork, duke hedhur kështu themelet e përdorimit të karburanteve miqësore me mjedisin dhe të lira.

Rusia merr një pozicion shumë interesant në këtë proces. Ne jemi prodhues të llojeve të ndryshme të biokarburanteve, ne zënë vendin e tretë në vlerësimin e eksportuesve të fishekëve të karburantit! Por brenda vendit tonë, ne konsumojmë më pak se 20% të karburantit, ndërsa vazhdojmë të përdorim specie të shtrenjta.

27 rajone të Rusisë u bënë vende eksperimentale ku u ndërtuan dhe u nisën termocentralet me fuqi biogazit. Ky projekt kushtoi gati 76 miliardë dollarë, por kursimet nga funksionimi i stacioneve i tejkalojnë këto kosto shumë herë.

Mimi i iluminizmit

Veçanërisht premtuese janë teknologjitë për përpunimin e lëndëve të para të rinovueshme në biokarburante dhe energji elektrike, si dhe zgjidhje për prodhimin e paketimit biopolimer. Zbatimi i këtyre teknologjive lejon riciklimin e tyre, d.m.th riciklimin në një cikël të ri të krijimit të produktit (në veçanti, nënshtresat në qelizat e karburantit dhe bioplastikë).

Potenciali për të përdorur këto teknologji në Rusi është shumë i lartë. Zhvillimi dhe zbatimi i tyre do të çojë në një afat të mesëm për të zvogëluar varësinë e ekonomisë së vendit nga burimet e energjisë, produktet dhe teknologjitë e huaja dhe krijimin e tregjeve të reja.

Efektet

Stimulimi i zhvillimit të sektorit të transportit, rritja e mirëdashësisë së tij ndaj mjedisit dhe plotësimi i nevojave në rritje të karburantit.

Ulja e ashpërsisë së konkurrencës midis zonave teknike dhe tokave të mbjella (për shkak të kultivimit të mikroalgave në fitoreaktorët, reaktorët akuariumi lundrues vorbull, trupat me ujë të hapur).

Zhvillimi i rajoneve me kushte të pafavorshme socio-ekonomike dhe një rënie në varësinë e tyre nga karburantet e importuara.

Marrja e proteinave, antioksidantëve, ngjyrave ushqimore dhe produkteve të tjera të dobishme nga mikroalgat.

Vlerësimet e tregut

Deri në vitin 2030, prodhimi global i biokarburanteve do të rritet në 150 milion ton në ekuivalent nafte, me ritme të rritjes vjetore prej 7–9%. Pjesa e tij do të arrijë në 4-6% të karburantit të përgjithshëm të konsumuar nga sektori i transportit. Karburantet e algave mund të zëvendësojnë më shumë se 70 miliard litra karburante fosile në vit. Deri në vitin 2020, tregu i biokarburanteve në Rusi mund të rritet me më shumë se 1.5 herë - deri në shenjën prej 5 milion ton në vit. Afati i mundshëm për shfaqjen maksimale të trendit: 2025-2035.

Drejtuesit dhe Barrierat

Politikat mjedisore të vendeve të zhvilluara për të minimizuar shtrirjen e ndotjes së mjedisit.

Nevoja për investime në shkallë të gjerë për ndërtimin e bimëve bionaftë, rregullimi i proceseve teknologjike.

Vartësia e efikasitetit të rritjes së mikroalgave nga intensiteti i dritës së diellit (kur rritet në ujë të hapur).

Energjia elektrike e mbeturinave organike

Proceset e përdorimit dhe përpunimit të mbeturinave mund të kombinohen me prodhimin e produkteve praktikisht të rëndësishme dhe madje edhe energjinë elektrike. Duke përdorur pajisje të posaçme - qelizat e karburantit mikrobik (MTE) - u bë e mundur që të prodhohet energji elektrike nga mbeturinat direkt, duke anashkaluar fazat e prodhimit të biogazit dhe përpunimin e saj të mëvonshëm në energji elektrike.

MTE janë një sistem bioelektrik. Efektiviteti i funksionimit të tij varet nga aktiviteti metabolik i baktereve që prishen komponimet organike (mbeturinat) dhe transferojnë elektrone në një qark elektrik të ndërtuar në të njëjtin sistem. Efikasiteti më i madh i baktereve të tilla mund të arrihet duke i futur ato në skemën teknologjike të impianteve të trajtimit të ujërave të zeza që përmbajnë substanca organike, prishja e të cilave lëshon energji.

Tashmë ka zhvillime laboratorike që lejojnë përdorimin e MTE për të rimbushur bateritë. Me shkallëzimin dhe optimizimin e zgjidhjeve teknologjike, do të bëhet e mundur sigurimi i energjisë elektrike për ndërmarrjet e vogla. Për shembull, MTE me performancë të lartë që funksionojnë në vëllime nga dhjetëra në mijëra litra do të ofrojnë fuqi autonome në objektet e trajtimit.

Analiza strukturore

Parashikimi i strukturës së tregut global të biokarburanteve: 2022 (%)

Energjia elektrike e mbeturinave organike

Proceset e përdorimit dhe përpunimit të mbeturinave mund të kombinohen me prodhimin e produkteve praktikisht të rëndësishme dhe madje edhe energjinë elektrike. Duke përdorur pajisje të posaçme - qelizat e karburantit mikrobik (MTE) - u bë e mundur që të prodhohet energji elektrike nga mbeturinat direkt, duke anashkaluar fazat e prodhimit të biogazit dhe përpunimin e saj të mëvonshëm në energji elektrike.

MTE janë një sistem bioelektrik. Efektiviteti i funksionimit të tij varet nga aktiviteti metabolik i baktereve që prishen komponimet organike (mbeturinat) dhe transferojnë elektrone në një qark elektrik të ndërtuar në të njëjtin sistem. Efikasiteti më i madh i baktereve të tilla mund të arrihet duke i futur ato në skemën teknologjike të impianteve të trajtimit të ujërave të zeza që përmbajnë substanca organike, prishja e të cilave lëshon energji.

Tashmë ka zhvillime laboratorike që lejojnë përdorimin e MTE për të rimbushur bateritë. Me shkallëzimin dhe optimizimin e zgjidhjeve teknologjike, do të bëhet e mundur sigurimi i energjisë elektrike për ndërmarrjet e vogla. Për shembull, MTE me performancë të lartë që funksionojnë në vëllime nga dhjetëra në mijëra litra do të ofrojnë fuqi autonome në objektet e trajtimit.

Efektet

Përmirësimi i miqësisë mjedisore të proceseve të prodhimit dhe efikasitetit të ndërmarrjeve, zvogëlimi i varësisë së tyre nga burimet e jashtme të energjisë elektrike, ulja e kostos së prodhimit dhe kostoja e blerjes së teknologjive të trajtimit.

Përmirësimi i situatës në rajone me mungesë energjie, duke rritur konkurrencën e tyre përmes përdorimit të MTE.

Mundësia e prodhimit autonome të energjisë elektrike për qëllime jo-energjitike (për shembull, në fermat e vogla).

Vlerësimet e tregut

70% - pjesa e mbeturinave që do të përpunohen duke përdorur metoda të bioteknologjisë do të rritet deri në vitin 2020 në Rusi në krahasim me vitin 2012. Në Bashkimin Evropian, pjesa e energjisë elektrike nga biogazi do të jetë rreth 8%. Afati i mundshëm për shfaqjen maksimale të trendit: 2020-2030.

Drejtuesit dhe Barrierat

Një rritje e mbeturinave organike dhe një rritje e kërkesës për energji elektrike.

Aftësia për të punuar bioreaktorë të tillë si MTE në burime të ndryshme të energjisë, përfshirë ujërat e zeza.

Niveli i pamjaftueshëm i investimeve që kërkohet për integrimin e MTE në proceset teknologjike, periudhë e gjatë shlyerjeje.

Nevoja për të lidhur bioreaktorët me vendet e mbeturinave.

Efikasitet relativisht i ulët i modeleve industriale eksperimentale që funksionojnë aktualisht të bioreaktorëve të tipit MTE.

Analiza strukturore

Studimet e sistemeve elektrokimike mikrobike sipas llojit: 2012 (%)

Paketimi polimer i biodegradueshëm

Udia e paketimit e bërë nga polimere sintetike (çanta, filma, kontejnerë) çon në një përkeqësim të problemit të ndotjes së mjedisit. Mund të zgjidhet me kalimin në materialet e paketimit nga polimere të biodegradueshme që janë shpejt të riciklueshme dhe të përshtatshme për t’u përdorur.

Në shumicën e vendeve të zhvilluara, vërehet një prirje në industrinë e paketimit për zhvendosjen e polimereve sintetike biodegraduese të mëdha dhe të gjata (deri në disa qindra vjet) (me një periudhë riciklimi 2-3 muaj). Vëllimi vjetor i konsumit të tyre vetëm në Evropën Perëndimore është rreth 19 mijë ton, në Amerikën e Veriut - 16 mijë ton. Në të njëjtën kohë, për një numër treguesish, materialet e paketimit biopolimer ende mbeten pas atyre tradicionale sintetike.

Teknologjitë për prodhimin e materialeve biopolimer të bazuara në acidin poliklaktik nga sheqeri i bimëve nga prodhimet e drithërave dhe panxhari i sheqerit lejojnë paketimin me karakteristika të larta të konsumit: fleksibël dhe të qëndrueshëm, rezistent ndaj lagështirës dhe komponimeve agresive, të padurueshme ndaj aromave, me veti të larta pengese dhe në të njëjtën kohë në mënyrë të efektshme dhe të shpejtë zbërthejnë . Përmirësimi i teknologjive ka për qëllim zvogëlimin e intensitetit të tyre material dhe energji.

Gjenerata e dytë e biokarburanteve

Kompleksiteti i prodhimit është se kërkon mjaft materiale bimore. Dhe për rritjen e saj, tokat janë të nevojshme, të cilat, nëse përcaktohen siç duhet, duhet të përdoren për rritjen e bimëve ushqimore. Prandaj, teknologjitë e reja kanë për qëllim prodhimin e biokarburanteve jo nga e gjithë bima, por nga mbeturinat nga një prodhim tjetër. Patate të skuqura druri, kashtë pas tharjes së kokrrës, lëvore nga luledielli, keksa vaji dhe torta frutash, dhe madje edhe plehu organik dhe shumë më tepër - kjo është ajo që bëhet lënda e parë për biokarburantet e gjeneratës së dytë.

Një shembull i mrekullueshëm i biokarburanteve të gjeneratës së dytë është gazi "kanalizues", domethënë biogazë që përbëhet nga dioksidi i karbonit dhe metani.Kështu që biogaz mund të përdoret në makina, dioksidi i karbonit hiqet prej tij, si rezultat, biometani i pastër mbetet. Në afërsisht të njëjtën mënyrë, bioethanoli dhe bionaftë merren nga masa biologjike.

Si të bëjmë bionaftë

Për të prodhuar bionaftë, është e nevojshme të zvogëlohet viskoziteti i vajit vegjetal. Për ta bërë këtë, glicerina hiqet prej saj, dhe alkooli futet në vaj në vend të kësaj. Ky proces kërkon disa filtra për të hequr ujin dhe papastërtitë e ndryshme. Për të shpejtuar procesin, një katalizator shtohet në vaj. Alkooli shtohet gjithashtu në përzierje. Për të marrë metil eter, metanoli shtohet në vaj; për të marrë etilik, shtohet etanoli. Një acid përdoret si katalizator.
Të gjithë përbërësit janë të përzier, atëherë kërkon kohë për të exfoliate. Shtresa e lartë e rezervuarit është bionaftë. Shtresa e mesme është sapun. Shtresa e poshtme është glicerina. Të gjitha shtresat kalojnë në prodhim të mëtejshëm. Të dy glicerina dhe sapuni janë komponimet e nevojshme në ekonominë kombëtare. Bionaftë kalon nëpër disa pastrime, kullohet, filtrohet.
Shifrat e këtij prodhimi janë mjaft interesante: një ton vaj ndërvepron me 110 kg alkool dhe 12 kilogramë katalizator rezulton në 1100 litra biodiesel dhe më shumë se 150 kg glicerinë. Bionaftë ka një ngjyrë të verdhë qelibar, si një vaj i bukur luledielli i shtrydhur fllad, glicerinë e errët dhe tashmë në 38 gradë forcohet. Një bionaftë me cilësi të mirë nuk duhet të përmbajë papastërti, grimca ose pezullime. Për kontroll të vazhdueshëm të cilësisë kur përdorni bionaftë, është e nevojshme të kontrolloni filtrat e karburantit automobilistik.

Prodhimi i bioethanolit

Fermentimi i lëndëve të para të pasura me sheqerna është baza për prodhimin e bioethanolit. Ky proces është i ngjashëm me marrjen e alkoolit ose me dritën e rregullt të hënës. Niseshteja e kokrrës shndërrohet në sheqer, maja i shtohet asaj dhe merret pure. Etanoli i pastër fitohet duke ndarë produktet e fermentimit, kjo ndodh në kolona të veçanta. Pas disa filtrimeve, ato thahen, domethënë uji hiqet.

Bioethanoli pa papastërti uji mund të shtohet në benzinë ​​të rregullt. Pastërtia ekologjike e bioethanolit dhe ndikimi i tij minimal në mjedis vlerësohet shumë në industri, përveç kësaj, çmimi i karburantit që rezulton është shumë i arsyeshëm.