Мазда жашыл балырларга негизделген биоотунду иштеп чыккан бир нече изилдөө долбоорлорун колдоо жөнүндө сүйлөштү. Келечекте анын кеңири масштабдуу чыгарылышын баштоо пландаштырылууда.
Ичүүчү күйүүчү кыймылдаткычтарга балырдан алынган жаңы күйүүчү майларды түзүү боюнча иштерди Хиросима университети жана Токио технология институту жүргүзүп жатат. Күйүү учурунда күйүүчү май өсүү учурунда балырлар тарабынан атмосферадан сорулуп алынган көмүр кычкыл газынын көлөмүн гана чыгарат. Ушундан улам, отун зыяндуу чыгаруулар боюнча нейтралдуу.
Экологиялык жактан тазалыктан тышкары, күйүүчү майдын жаңы түрүнүн артыкчылыктарынын катарында, балырлардын айыл чарбасынын башка түрлөрү үчүн жараксыз аймактарда өсүп кетиши мүмкүн. Аларды сугат үчүн таза суу керек эмес. Аларга негизделген күйүүчү май куюлуп кетсе, биологиялык бөлүнүп чыгат жана зыянсыз.
Жаңы бензиндин негизги көйгөйү кадимки бензинге жана дизелге салыштырмалуу өндүрүштүн жогорку баасы. Эгер чечилсе, анда Mazda 2030-жылга чейин унаалардын 95 пайызына жаңы күйүүчү май пайдаланууну пландап жатат. Бул, эң аз дегенде, 2040-жылдарга чейин ICE үлгүсүндөгү автоунааларды өндүрүүнү улантат.
Өсүмдүктөрдүн биоотунунун муундары
Өсүмдүк материалдары муундарга бөлүнөт.
Чийки заттар биринчи муун курамында майлар, крахмал, кант көп болгон өсүмдүктөр. Өсүмдүк майлары биодизелге айланат, ал эми крахмалдар менен шекерлер этанолго айландырылат. Жерди пайдалануунун кыйыр өзгөрүлүшүн эске алганда, мындай чийки зат күйүүчү отунду күйгүзбөө менен, климатка көбүрөөк зыян келтирет. Мындан тышкары, анын базардан чыгышы азык-түлүктүн баасына түздөн-түз таасир этет. Бардык заманбап транспорттук биоотундар биринчи муундагы чийки заттардан өндүрүлөт, экинчи муундагы чийки заттарды пайдалануу коммерциализациянын башталышында же изилдөө процессинде жүрөт.
Өсүмдүктөрдүн, чөптүн жана жыгачтын азык-түлүк калдыктары деп аталат экинчи муун чийки зат. Аны алуу биринчи муундагы өсүмдүктөргө караганда бир топ арзаныраак. Мындай чийки затта целлюлоза жана лигнин бар. Аны түздөн-түз күйгүзсө болот (кадимкидей жыгачтан жасалган), газдаштырылган (күйүүчү газдарды алуу) жана пиролиздөө. Экинчи муундагы чийки заттын негизги кемчиликтери ээлеген жер ресурстары жана бирдик аянтка салыштырмалуу төмөн кирешелүүлүк.
Үчүнчү муун чийки зат - балырлар. Алар жер ресурстарын талап кылбайт, аларда биомассанын чоң концентрациясы жана көбөйүү ылдамдыгы жогору болот.
Экинчи муундагы Биоотун
Экинчи муундагы биоотун - "экинчи муундагы" чийки зат булактарынан өндүрүлгөн метанол, этанол, биодизельден тышкары, биомассанын пиролизинин ар кандай ыкмалары менен алынган же күйүүчү майдын башка түрлөрү.
Экинчи муундагы биоотун үчүн чийки зат булактары тамак-аш өнөр жайында колдонууга жарактуу биологиялык сырьенун бөлүктөрү алынып салынгандан кийин калган лигно-целлюлоза кошулмалары. Биомассаны экинчи муундагы биоотун өндүрүү үчүн пайдалануу айыл чарбасында колдонулган жерлердин көлөмүн кыскартууга багытталган. Өсүмдүктөр - экинчи муундагы чийки зат булактары төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Балырлар - булганган же туздуу сууда өскөнгө ыңгайлашкан жөнөкөй организмдер (соя сыяктуу, биринчи муундагы булактарга караганда эки жүз эсе көп май),
- Имбир (өсүмдүк) - буудай жана башка өсүмдүктөр менен кезектешип өсүүчү,
- Jatropha curcas же Jatropha - кургак топуракта өскөн, түрүнө жараша майдын курамы 27% дан 40% га чейин.
Тез пиролиз сизге биомассаны ташууга, сактоого жана колдонууга жеңилирээк жана арзаныраак суюктукка айландырууга мүмкүндүк берет. Суюктуктан автомобиль отунун же электр станциялары үчүн отун чыгарууга болот.
Базарга сатылган экинчи муундагы биоотундардын ичинен эң белгилүүсы Канаданын Dynamotive компаниясы жана Германиянын CHOREN Industries GmbH компаниясы чыгарган BioOil.
Германиянын Энергетика Агентствосунун (Deutsche Energie-Agentur GmbH) маалыматына ылайык (учурдагы технологиялар менен) биомассадагы пиролиз отуну Германиядагы автомобиль күйүүчү майга болгон муктаждыктын 20% камсыздай алат. 2030-жылга чейин, технологиянын өнүгүшү менен, биомасса пиролиз Германиянын автомобиль күйүүчү майынын керектөөсүнүн 35% камсыз кыла алат. Өндүрүштүн наркы күйүүчү майдын бир литрине € 0,80 аз болот.
Пиролиз тармагы (PyNe) - Европанын, АКШнын жана Канаданын 15 өлкөсүнүн изилдөөчүлөрүн бириктирген изилдөө уюму.
Ийне жалбырактуу жыгач пиролизинин суюк буюмдарын колдонуу дагы келечектүү. Мисалы, 70% сагыз скипидарынын, 25% метанолдун жана 5% ацетондун, башкача айтканда, карагайдын чайырдуу жыгачтын кургак дистилляциялык фракцияларын А-80 маркасындагы бензиндин ордуна алмаштырууда ийгиликтүү колдонсо болот. Андан тышкары, дистилляция үчүн жыгач өндүрүшүндөгү калдыктар колдонулат: бутактар, дүмүр, кабык. Күйүүчү май фракцияларынын түшүмдүүлүгү таштандылардын тоннасына 100 килограммга чейин жетет.
Үчүнчү муундагы биоотун
Үчүнчү муундагы биоотун - бул балырлардан алынган отун.
Америка Кошмо Штаттарынын Энергетика министрлиги 1978-1996-жылдары суу түрлөрү программасында жогорку балыр балырларын изилдеген. Изилдөөчүлөр Калифорния, Гавайи жана Нью-Мексико ачык көлмөлөрдө балырларды өнөр жайлык өндүрүү үчүн ылайыктуу деген жыйынтыкка келишти. 6 жыл бою балырлар аянты 1000 м² көлмөлөрдө өскөн. Нью-Мексико көлмөсү CO тарабынан мыкты тартылып алынды2. Өндүрүмдүүлүгү 50 гр дан ашык болду. суткасына 1 м² болгон балырлар. Көлмөлөрдүн 200 миң га аянты АКШнын автомобилдеринин 5% жылдык керектөөсү үчүн жетиштүү күйүүчү май өндүрө алат. 200 миң гектар - бул АКШ балырларын өстүрүүгө жарактуу 0.1% га аз. Технологияда дагы көптөгөн көйгөйлөр бар. Мисалы, балырлар жогорку температураны жакшы көрүшөт, аларды өстүрүү үчүн чөлдүү климат ыңгайлуу, бирок түнкү температуранын айырмачылыгы үчүн бир аз температураны жөнгө салуу керек. 1990-жылдардын аягында технология майдын арзан баасынан улам өнөр жай өндүрүшүнө кире алган жок.
Ачык көлмөлөрдө балырларды өстүрүүдөн тышкары, электр станциясынын жанында жайгашкан чакан биореакторлордо балырларды өстүрүү технологиялары бар. Жылуулук электр станциясынын ысык ысыктары балырларды өстүрүү үчүн керектелген жылуулуктун 77% ын жаба алат. Бул технология ысык чөл климатын талап кылбайт.
Биоотундун түрлөрү
Биоотун катуу, суюк жана газдуу болуп бөлүнөт. Катуу бул кадимки отун (көбүнчө жыгач иштетүүчү калдыктар түрүндө) жана отун таблеткалары (жыгач иштетүүнүн кысылган майда калдыктары).
Суюк отундар - спирттер (метанол, этанол, бутанол), эфирлер, биодизель жана биомасса.
Газдалуучу отундар - кычкылтектин катышуусу менен (газдашуу), кычкылтектин (пиролиз) же бактериялардын таасири менен ачытуу жолу менен алынган көмүр кычкыл газынын, метан, суутек менен ар кандай газ аралашмалары.
Катуу биоотун
Отун - адамзат пайдаланган эң эски отун. Учурда дүйнөдө отун же биомассаны өндүрүү үчүн тез өскөн түрлөрдөн (терек, эвкалипт ж.б.) турган энергетикалык токойлор өстүрүлөт. Россияда жыгач жана биомасса негизинен жыгач өндүрүү үчүн сапатына ылайык келбеген кулпунай.
Күйүүчү гранулалар жана брикеттер - жыгач калдыктарынан престелген буюмдар (таарындылар, жыгач чиптери, кабык, майда жана сапаттуу жыгачтар, кыюу учурунда жыгачтын калдыктары), саман, айыл чарба калдыктары (күн карама, жаңгак, кык, тоок тамчылары) жана башка биомассалар. Жыгач отунун гранулалары пеллет деп аталат, алар диаметри 8-23 мм жана узундугу 10-30 мм болгон цилиндрдик же сфералык гранулалар түрүндө болот. Азыркы учурда Россияда күйүүчү гранулдарды жана брикеттерди өндүрүү чоң көлөмдө гана экономикалык жактан пайдалуу.
Биологиялык келип чыккан энергия булактары (көбүнчө кык ж.б.) арзан электр энергиясын алып, турак-жайлардын мештеринде жана жылуулук электр станциясынын мештеринде күйүп кетишет, кургатылат жана күйүп кетишет.
Биологиялык келип чыгуучу калдыктар - иштетилбеген же күйүп кетүүгө даярдалган минималдуу даражасы: таарынды, жыгач чипсы, кабыгы, кабыгы, кабыгы, саман ж.б.
Жыгач чиптери - жыгачты майдалоо же кыртышты тикелей кыркуу учурунда жыйноо учурунда же жыгач иштетүүчү калдыктарды мобилдик чипперлер же стационардык чипперлер (сындыргычтар) менен өндүрүүдө. Европада жыгач чиптери негизинен бирден бир нече ондогон мегаваттка чейинки ири жылуулук электр станцияларында күйөт.
Көбүнчө: күйүүчү чым, муниципалдык катуу таштандылар ж.б.
Биоэтанол
Биоэтанолдун дүйнөлүк өндүрүшү 2015-жылы 98,3 миллиард литрди түзгөн, алардын 30у Бразилияда, 56,1 АКШда. Этанол Бразилияда негизинен кант камышынан, ал эми Америка Кошмо Штаттарында жүгөрүдөн өндүрүлөт.
2007-жылы январда Конгрессте катында Джордж В. Буш 10 планга 20 сунуш кылды. План 10 жылда бензинди керектөөнү 20% га кыскартууну сунуш кылган, бул мунайды керектөөнү 10% га кыскартат. Бензиндин 15% биоотунга алмаштырылышы керек болчу. 2007-жылдын 19-декабрында АКШнын президенти Джордж В. Буш 2022-жылга чейин жылына 36 миллиард галлон этанол өндүрүүнү талап кылган АКШнын Энергетикалык Көзкарандысыздык жана Коопсуздук Актысына (2007-жылдагы EISA) кол койду. Ошол эле учурда, 16 миллиард галлон этанол целлюлозадан - азык-түлүк сырьесунан эмес, өндүрүлүшү керек эле. Мыйзамдын аткарылышы көптөгөн кыйынчылыктарга жана кечеңдетүүлөргө дуушар болду, анда каралган максаттар бир нече жолу төмөн караган.
Этанол бензинге караганда азыраак «энергияга тыгыз» энергия булагы, жүрүп жаткан автоунаалардын жүрүшү E85 (85% этанол менен 15% бензиндин аралашмасы, англисче Этанолдун "E" тамгасы) күйүүчү майдын бирдиктүү көлөмү стандарттык автоунаалардын болжол менен 75% түзөт. Кадимки унаалар E85те иштей албайт, бирок ички күйүүчү моторлор жакшы иштейт E10 (айрым булактар E15ти да колдонсоңуз болот деп ырасташат). "Чыныгы" этил спирти деп аталган гана иштей алат. "Flex-Fuel" машиналары ("Flex-Fuel" машиналары). Бул унаалар кадимки бензинге да (бир аз этил спиртин кошуу дагы деле талап кылынат) же экөөнүн тең эрксиз аралашмасында иштей алат. Бразилия кант камышын өндүрүү жана биоэтанолду күйүүчү май катары пайдалануу боюнча лидер. Бразилияда май куюучу жайлар тандоону сунушташат E20 кадимки бензин же "acool", этанол азеотропу (96% C) жамынып (же E25)2H5OH жана 4% суу, кадимки дистилляция жолу менен этанолдун жогорку концентрациясын алуу мүмкүн эмес). Этанол бензинге караганда арзан экендигин эске алып, май куюучу агенттер E20 азеотроп менен аралаштырып, анын концентрациясы 40% га жетиши мүмкүн. Кадимки машинаны ийкемдүү-күйүүчү майга айландыруу мүмкүн, бирок экономикалык жактан мүмкүн эмес.
АКШдагы целлюлоза этанолун өндүрүү
2010-жылы Америка Кошмо Штаттарынын айлана-чөйрөнү коргоо агенттиги (EPA) эки компаниянын билдирүүлөрүнө негизделген Кошмо Штаттарда 100 миллион галлон целлюлоза этанолун өндүрүү жөнүндө маалыматтарды жарыялаган. Кыймылсыз отундар жана Виолончель энергиясы. Эки компания ошол эле жылы күйүүчү май өндүрбөй туруп, ишин токтотушкан.
Компания 2012-жылдын апрель айында түзүлгөн Көк шекер алгачкы 20 миң галлон өндүрүп, андан кийин бул ишин токтоткон.
компания INEOS Bio 2012-жылы ал "целлюлозадан жылына 8 млн галлон кубаттуулугу менен биринчи коммерциялык этанол өндүрүүчү заводу" иштей баштагандыгын жарыялаган, бирок EPA анда реалдуу өндүрүштү каттаган эмес.
2013-жылы EPA АКШда нөлдүк целлюлоза этанол өндүрүшүн тапкан.
2014-жылы төрт компания жеткирүү башталгандыгын жарыялады:
- Quad County жүгөрү иштетүүчүлөрү - 2014-жылдын июль айы, жылына 2 миллион галлон,
- АКЫН - 2014-жылдын сентябрь айы, жылына 25 млн галлон,
- Abengoa - 2014-жылдын октябры, жылына 25 млн галлон,
- Дюпон - 2015-жылдын октябры, жылына 30 миллион галлон.
EPA маалыматына ылайык, 2015-жылы 2,2 миллион галлон чындыгында өндүрүлгөн, башкача айтканда, жогоруда аталган төрт компания жарыялаган 3,6%.
Abengoa 2015-жылы банкроттук жарыяланган.
АКШнын Конгресси тарабынан 2007-жылы кабыл алынган Энергетикалык көз карандысыздык жана коопсуздук актысы 2015-жылы АКШда 3 миллиард галлон өндүрүүгө чакырган. Ошентип, иш жүзүндө өндүрүш олуттуу салымдар жана мамлекеттик колдоолорго карабастан, Конгресс жарыялаган максаттын 0,073% гана түзгөн.
Сынчылар АКШда целлюлоза этанолун өндүрүүнү коммерциялаштыруунун ийгиликсиз аракеттери бир кылымдан ашык убакыт мурун башталып, болжол менен 20-30 жылда бир кайталанып, өндүрүш жылына бир миллион галлон ашып кеткен мисалдар бар. Ошентип, мисалы, 1910-жылы, компания Стандарттуу алкоголь жыгач иштетүүчү таштандылардан күнүнө 5 миң жана 7 миң галлон кубаттуулуктагы эки ишканада спирт ичимдиктерин алышты. Алар бир нече жыл иштеди.
Biomethanol
Деңиз фитопланктонун өнөр жайлык өстүрүү жана биотехнологиялык конверсиясы коммерциялашуу баскычына жете элек, бирок биоотун өндүрүүдө келечектүү багыттардын бири катары каралат.
80-жылдардын башында, Европанын бир катар мамлекеттери жээктеги чөл жээгин пайдалануу менен өнөр жай системаларын түзүүгө багытталган долбоорду иштеп чыгышкан. Бул долбоорду ишке ашырууга мунайга болгон баанын төмөндөшү тоскоолдук кылды.
Деңиздин жээгинде түзүлгөн жасалма көлмөлөрдө фитопланктонду өстүрүү менен биомассаны алгачкы жолу өндүрүү мүмкүн.
Экинчи процесстер - бул биомассаны метан менен ачытып, андан соң метанды гидроксилдештирүү.
Микроскопиялык балдырларды колдонуунун пайдалуу жактары төмөнкүлөр:
- фитопланктондун жогорку өндүрүмдүүлүгү (жылына 100 т / га чейин),
- өндүрүштө кыртыштуу жер да, таза суу да колдонулбайт,
- процесс айыл чарба өндүрүшү менен атаандашпайт,
- процесстин энергия натыйжалуулугу метан өндүрүү баскычында 14кө, метанол өндүрүү баскычында 7ге жетет.
Энергияны өндүрүү жагынан алганда, бул биосистема күн энергиясын конвертациялоонун башка ыкмаларына салыштырмалуу олуттуу экономикалык артыкчылыктарга ээ болушу мүмкүн.
Biobutanol
butanol C4H10О бутил спирти. Өзгөчө жыты бар түссүз суюктук. Ал өнөр жайда химиялык чийки зат катары кеңири колдонулат жана коммерциялык масштабда транспорттук отун катары колдонулбайт. АКШда жыл сайын болжол менен 1,4 миллиард долларга 1,39 миллиард литр бутанол өндүрүлөт.
Бутанол 20-кылымдын башында бактерияларды колдонуп өндүрүлө баштаган Clostridia acetobutylicum. 50-жылдары мунайга болгон баанын төмөндөшүнө байланыштуу мунай заттарынан өндүрүлө баштаган.
Бутанол бузуучу касиетке ээ эмес, учурдагы инфратүзүм аркылуу өткөрүлүп берилиши мүмкүн. Ал кадимки күйүүчү майлар менен аралаштырылышы мүмкүн, бирок талап кылынбайт. Бутанолдун энергиясы бензиндин энергиясына жакын. Бутанол күйүүчү клеткаларда жана суутекти өндүрүү үчүн чийки зат катары колдонсо болот.
Кант камыш, кызылча, жүгөрү, буудай, кассава жана келечекте целлюлоза бибутанол өндүрүү үчүн чийки зат болушу мүмкүн. Биобутанол өндүрүү технологиясын DuPont Biofuels компаниясы иштеп чыккан. Associated British Foods (ABF), BP жана DuPont Улуу Британияда ар кандай чийки заттардан 20 миллион литрлик бибутанол заводун куруп жатышат.
Диметил эфири
Аны көмүрдөн, табигый газдан, ошондой эле биомассадан алууга болот.Диметил эфиринин көп көлөмү калдыктардан жана кагаз өндүрүүдөн алынат. Ал төмөнкү басым менен суюлтулат.
Диметил эфир - бул күкүрт жок экологиялык таза отун, иштетилген газдардагы азот кычкылдарынын курамы бензинге караганда 90% аз. Диметил эфирин колдонуу атайын чыпкаларды талап кылбайт, бирок электр менен жабдуу системаларын (газ жабдууларын орнотуу, аралашма түзүүнү оңдоо) жана кыймылдаткычтын күйгүзүлүшүн өзгөртүү керек. Өзгөртпөстөн, күйүүчү майдын 30% камтылган LPG кыймылдаткычтары бар унааларда колдонсо болот.
2006-жылдын июлунда Улуттук Өнүгүү жана Реформа Комиссиясы (NDRC) (Кытай) күйүүчү май катары диметил эфирин колдонуу стандартын кабыл алган. Кытай өкмөтү дизелге альтернатива катары диметил эфирин өнүктүрүүнү колдойт. Жакынкы 5 жылда Кытай жылына 5-10 миллион тонна диметил эфирин өндүрүүнү пландаштырууда.
Москванын Транспорт жана коммуникация департаменти "Мотор отунунун диметил эфирин жана башка альтернативдүү түрлөрүн пайдаланууну кеңейтүү жөнүндө" шаардык өкмөттүн токтомунун долбоорун даярдады.
Диметил эфиринде иштеген кыймылдаткычтары бар машиналар KAMAZ, Volvo, Nissan жана SAIC Motor кытай компаниясы тарабынан иштелип чыккан.
Biodiesel
Биодизель - бул жаныбарлардын, өсүмдүктөрдүн жана микробдордун майларына, ошондой эле аларды этерификациялоо продуктуларына негизделген күйүүчү май. Биодизель алуу үчүн өсүмдүк же жаныбарлардын майлары колдонулат. Чийки зат рапс, соя, пальма, кокос майы же башка чийки май, ошондой эле тамак-аш өнөр жайынын калдыктары болушу мүмкүн. Балырлардан биодизель өндүрүү боюнча технологиялар иштелип чыгууда.
Био бензин
Россия Илимдер академиясынын Биргелешкен жогорку температуралар институтунун (OIVT) орус окумуштуулары микробалдырлардын биомассасын био-бензинге айландыруучу өсүмдүктү иштеп чыгып, ийгиликтүү сынашты. Кадимки бензин менен аралашкан отун эки инсульттуу ички жануу кыймылдаткычында сыналган. Жаңы өнүгүү балырлардын бардык биомассаларын кургатпай дароо иштеп чыгууга мүмкүндүк берет. Мурда балырлардан био-бензин алуу аракеттери кургатуу баскычын камсыз кылган, бул энергияны сарптоодо келип чыккан отундун энергия натыйжалуулугунан жогору болгон. Азыр бул маселе чечилди. Тез өнүгүп келе жаткан микробалдыр процесси кадимки өсүмдүктөргө караганда күн нурунун жана көмүр кычкыл газынын биомассага жана кычкылтекке айлануу энергиясын алда канча жемиштүү кылат, ошондуктан алардан биоотун алуу өтө келечектүү.
Метан
Метан синтетикалык табигый газ деп аталган бардык түрдөгү аралашмалардан көмүр же жыгач сыяктуу көмүр камтыган катуу отундардан тазалангандан кийин синтезделет. Бул экзотермикалык процесс катализатордун катышуусунда 300дөн 450 ° C температурага чейин жана 1-5 бар басым менен жүрөт. Дүйнөдө отун калдыктарынан метан өндүрүү боюнча бир нече ишке киргизилген заводдор бар.
Сын
Биоотун индустриясынын өнүгүүсүн сындоочулардын айтымында, биоотунга болгон өсүп жаткан суроо-талап фермерлерди азык-түлүк өсүмдүктөрүнүн аянтын кыскартууга жана аларды күйүүчү май өсүмдүктөрүнүн пайдасына бөлүштүрүүгө мажбурлап жатат. Мисалы, тоют жүгөрүнөн этил спиртин өндүрүү үчүн, бард малга жана үй канаттууларына жем алуу үчүн колдонулат. Соя же рапстагы биодизель өндүрүүдө торт малдын жемин өндүрүү үчүн колдонулат. Башкача айтканда, биоотунду өндүрүү айыл чарба сырьесун кайра иштетүүдө дагы бир этапты жаратат.
- Миннесота университетинин экономисттеринин айтымында, биоотун бумунун натыйжасында, жер бетиндеги ачка адамдардын саны 2025-жылга чейин 1,2 миллиард адамга жетет.
- Бириккен Улуттар Уюмунун Азык-түлүк жана айыл чарба уюму (ФАО) 2005-жылкы отчетунда биоотунду керектөөнүн көбөйүшү айыл чарба жана токой чарбасынын ишмердүүлүгүн диверсификациялоого жана азык-түлүк коопсуздугун жогорулатууга, экономикалык өнүгүүгө өбөлгө болоорун айтат. Биоотун өндүрүү өнүгүп келе жаткан өлкөлөрдө жаңы жумушчу орундарын түзүп, өнүгүп келе жаткан өлкөлөрдүн мунай импортуна көз карандылыгын төмөндөтөт. Мындан тышкары, биоотунду өндүрүү азыркы учурда пайдаланылбай жаткан жерлерди тартууга мүмкүндүк берет. Мисалы, Мозамбикте 63,5 миллион гектар жерде 4,3 миллион гектар жерде айыл чарба иштери жүргүзүлөт.
- 2007-жылы Америка Кошмо Штаттарында этанол өндүрүү үчүн 110 дистилляция заводу иштеп, дагы 73 курулуп жатат 2008-жылдын аягында АКШнын этанол өндүрүү кубаттуулугу жылына 11,4 миллиард галлонга жетти. 2008-жылы элге жасаган кайрылуусунда Джордж В. Буш биоэтанол өндүрүүнү 2017-жылга чейин 35 миллиард галлонга чейин көбөйтүүгө үндөгөн.
- Башкы колбашчынын ой-пикирлеринде (03/28/2007), Фидель Кастро Рус АКШнын президенти Джордж В. Бушту сынга алып, "америкалык ири автоунаалар менен жолуккандан кийин тамак-аштан күйүүчү май өндүрүү жөнүндөгү диаболикалык идеясын айткан ... Империянын башчысы Америка Кошмо Штаттары жүгөрү колдонуп жатат деп мактанган чийки зат катары алар этанолду дүйнөдөгү биринчи өндүрүүчүсү болуп калышты », - деп жазган Кастро. Андан кийин, цифраларга жана фактыларга таянып, ал мындай мамиле калкынын саны көп ачка болгон үчүнчү дүйнө өлкөлөрүндө азык-түлүк менен камсыз кылуу көйгөйлөрүн күчөтөрүн көрсөттү.
- Индонезияда жана Малайзияда тропикалык токойлордун көпчүлүк бөлүгү пальма плантацияларын түзүү үчүн кыйылган. Ушундай эле нерсе Борнео менен Суматрада да болгон. Себеби биодизель өндүрүү үчүн жарыш болгон - дизелдик отунга альтернатива катары күйүүчү май (рапс майын таза күйүүчү май катары колдонсо болот). Арзан наркы жана аз энергия керектөө - жарым-жартылай техникалык май өсүмдүктөрүнөн альтернативалуу күйүүчү май өндүрүү үчүн сизге керектүү нерсе.
Масштабдын жолдору
Биоэнергия көбүнчө ири масштабдагы көмүртектин нейтралдуу казылып алынуучу күйүүчү майын алмаштыруучу зат катары каралат. Мисалы, Эл аралык Энергетикалык Агентство биоэнергияны 2050-жылга чейин баштапкы энергиянын 20% дан ашыгынын булагы деп эсептейт, БУУКЧКнын Секретариатынын отчетунда биоэнергетикалык потенциалы жылына 800 экзул (EJ / year) деп эсептелген, бул учурдагы дүйнөлүк энергияны керектөөдөн бир топ ашып кетти. Азыркы учурда адамзат жылына 12 миллиард тонна өсүмдүк биомассасын колдонот (жер үстүндөгү экосистемалар үчүн биомассаны 23,8% га кыскартат), анын химиялык энергиясы болгону 230 EJ. 2015-жылы биоотун 60 энергиянын жалпы камтылышы менен өндүрүлгөн, бул энергиянын негизги керектөөсүнүн 10% түзөт. Учурдагы айыл чарба жана токой чарба практикасы жер шарындагы биомассанын жалпы өндүрүшүн көбөйтпөйт, аны табигый экосистемалардан адамдын муктаждыктарынын пайдасына гана бөлүштүрөт. Биоотундун эсебинен энергияга болгон талаптын 20-50% канааттандырылышы айыл чарба жерлерине келип түшкөн биомассанын көлөмүн 2-3 эсе көбөйтүүгө алып келет. Муну менен катар, өсүп жаткан калкты тамак-аш менен камсыз кылуу керек. Ошол эле учурда, айыл чарба өндүрүшүнүн учурдагы деңгээли чөл жана мөңгүлөрдөн бошотулуп, жер бетинин 75% жабыркатат, бул экосистемага өтө жогору басымга жана СОнун олуттуу чыгарылышына алып келет.2 . Келечекте көп көлөмдө кошумча биомасса алуу мүмкүнчүлүгү өтө көйгөйлүү.
Биоэнергиянын "Көмүртектин бейтараптуулугу"
Биоэнергиянын "көмүртектин нейтралдуулугу" түшүнүгү кеңири таралган, ага ылайык өсүмдүктөрдөн энергия өндүрүү СОнун кошулушуна алып келбейт.2 атмосферага. Бул көз-караш окумуштуулар тарабынан сынга алынган, бирок Европа Бирлигинин расмий документтеринде бар. Тактап айтканда, ал 2020-жылга чейин транспорттогу биоэнергиянын үлүшүн 20% га жана биоотундун үлүшүн 10% га жеткирүү боюнча директиванын негизин түзөт. Бирок бул тезиске шек келтирген илимий далилдердин саны өсүүдө. Биоотун өндүрүү үчүн өскөн өсүмдүктөр жерди атмосферадан табигый түрдө көмүртекти бөлүп чыгара турган башка өсүмдүктөрдөн арылтуу керек. Мындан тышкары, биоотун өндүрүү процесстеринин көптөгөн баскычтары СОнун бөлүнүшүнө алып келет.2. Жабдууларды эксплуатациялоо, ташуу, чийки затты химиялык жол менен иштетүү, кыртыштын бузулушу сөзсүз түрдө COдин чыгышы менен коштолот2 атмосферага. Айрым учурларда акыркы баланс казылып жаткан отунду күйгүзгөнгө караганда начар болушу мүмкүн. Биоэнергетиканын дагы бир варианты ар кандай айыл чарба калдыктарынан энергия алуу, жыгач иштетүү ж.б.у.с., бул таштандыларды табигый чөйрөдөн алып салуу дегенди билдирет, табигый окуялардын жүрүшүндө алардын курамындагы көмүртек, эреже катары, бузулуу процессинде топуракка кирип кетиши мүмкүн. Анын ордуна, ал күйүп жатканда атмосферага чыгарылат.
Биоэнергетикалык технологиялардын жашоо циклине негизделген интегралдык баалоолору жерди пайдаланууда түз же кыйыр өзгөрүүлөрдүн эске алынышына же жоктугуна, кошумча азыктарды алуу мүмкүнчүлүгүнө (мисалы, малга жем), жер семирткичтерди чыгарууда азот кычкылынын парниктик ролу жана башка факторлорго байланыштуу кеңири натыйжаларды берет. Фаррелл жана башкалардын айтымында (2006), өсүмдүктөрдөн биоотундун чыгарылышы кадимки бензин чыгаруудан 13% төмөн. АКШнын Айлана-чөйрөнү коргоо агенттиги көрсөткөндөй, 30 жылга чейинки убактылуу “горизонттун” жардамы менен, биодизель кадимки күйүүчү майга салыштырмалуу болжолдоолорго жараша 26% га чейин кыскартуудан 34% га чейин көбөйөт.
Карбон карызы
Электр энергетикасында биомассаны колдонуу көмүртектин бейтараптуулугун дагы бир көйгөй жаратат, ал транспорттук биоотун үчүн мүнөздүү эмес. Эреже катары, бул учурда отун күйүп кетүү жөнүндө сөз болуп жатат. CO2 күйүп жаткан жыгачтан ал күйүп жатканда атмосферага түз кирип, атмосферадан чыгышы ондогон жана жүздөгөн жылдар бою жаңы бактар өскөндө пайда болот. Бул убакыт аралыгы, адатта, "көмүртек карызы" деп аталат, Европа токойлору үчүн ал эки жүз жылга жетет. Ушуга байланыштуу биоотун катары отундун “көмүртектүү нейтралдуулугун” кыска мөөнөттүү жана орто мөөнөттүү мезгилде камсыз кылуу мүмкүн эмес, ал эми климаттык моделдөөнүн натыйжалары ыргытууларды тез кыскартуу зарылдыгын көрсөтүп турат. Тез өскөн бактарды жер семирткичтер жана башка айыл чарба технологиясынын ыкмалары менен пайдалануу токойлорду табигый экосистемага караганда көмүртек аз болгон плантацияларга алмаштырууга алып келет. Мындай плантацияларды орнотуу биоартүрдүүлүктүн жоголушуна, кыртыштын түгөнүп кетишине жана дан өсүмдүктөрүнүн монокультурасынын жайылышынын кесепеттерине окшош экологиялык көйгөйлөргө алып келет.
Экосистеманын кесепеттери
Журналда жарыяланган изилдөө боюнча илимкөмүр кычкыл газын чыгарууга айыптоолорду киргизүү2 казылып алынуучу отундан, биоотундун чыгарылышына көңүл бурбастан, биомассага суроо-талаптын өсүшүнө алып келет, ал 2065-жылга чейин калган бардык табигый токойлорду, шалбааларды жана башка экосистемаларды биоотун плантациясына айлантат. Биоотун үчүн токойлор жок болуп жатат. Таблеткаларга суроо-талаптын жогорулашы эл аралык сооданын кеңейишине алып келет (биринчи кезекте Европага жеткирүү менен), дүйнө жүзүндөгү токойлорго коркунуч келтирип жатат. Мисалы, Англиянын электр энергиясын өндүрүүчүсү Drax өзүнүн 4 ГВт кубаттуулугунун жарымын биоотундон алууну пландаштырууда. Бул Улуу Британиянын өзүнөн жыйналгандан эки эсе көп, жылына 20 миллион тонна жыгач импорттоо зарылдыгын билдирет.
Биоотун энергиясынын натыйжалуулугу
Биоотундун негизги энергия булагы катары кызмат кылуу жөндөмү анын энергия кирешелүүлүгүнө, б.а. алынган пайдалуу энергиянын сарпталганына катышына жараша болот. Дан этанолунун энергетикалык балансы Фаррелл жана башкалар менен талкууланды (2006). Авторлор отундун бул түрүнөн алынган энергия аны өндүрүү үчүн керектелген энергияга караганда кыйла жогору деген тыянакка келишкен. Ал эми Пиментел менен Патрек энергияны сарптоо калыбына келүүчү энергияга караганда 29% га көп деп ырасташат. Дал келбестик, негизинен, кошумча азыктардын ролун баалоого байланыштуу, ал оптимисттик баалоого ылайык, малга жем катары колдонулуп, соя өндүрүшүнө болгон муктаждыкты азайтат.
Азык-түлүк коопсуздугуна тийгизген таасири
Көп жылдык күч-аракетибизге жана бир топ инвестицияларга карабастан, балырлардан күйүүчү майды лабораториянын чегинен чыгарып салуу мүмкүн болбогондуктан, биоотун майлары айыл чарба жерлерин таштап кетүүнү талап кылат. IEAнын 2007-жылдагы маалыматына ылайык, жылына 1 EJ транспорттук биоотун энергиясын өндүрүү үчүн 14 млн га айыл чарба жерлери, б.а. транспорттук отундун 1% айыл чарба жерлеринин 1% талап кылынат.
Жайылуу
Worldwatch Institute тарабынан бааланган 2007-жылы дүйнө жүзү боюнча 54 миллиард литр биоотун өндүрүлгөн, бул дүйнөлүк суюк отундун керектөөсүнүн 1,5% түзөт. Этанол өндүрүү 46 миллиард литрди түзгөн. АКШ жана Бразилия глобалдык этанолдун 95% өндүрүшөт.
2010-жылы дүйнөлүк суюк биоотундун өндүрүшү 105 миллиард литрге чейин өстү, бул автомобиль транспорту менен дүйнөлүк отундун керектөөсүнүн 2,7% түзөт. 2010-жылы 86 миллиард литр этанол жана 19 миллиард литр биодизель өндүрүлгөн. Дүйнөлүк этанол өндүрүшүндө АКШ менен Бразилиянын үлүшү 90% га чейин төмөндөдү.
АКШдагы эгиндин үчтөн биринен көбү, Европада рапстын жарымынан көбү жана Бразилиядагы кант камышынын дээрлик жарымы биоотун өндүрүүгө кетет (Bureau et al, 2010).
Европадагы биоотун
Европа Комиссиясы 2020-жылга чейин альтернативдүү энергия булактарын унаа каражаттарынын кеминде 10% колдонууга максат койду. Ошондой эле 2010-жылга карата 5,75% убактылуу максат бар.
2007-жылдын ноябрында Улуу Британияда жаңылануучу отунга талаптарды киргизүүнү көзөмөлдөө максатында, Жаңылануучу отундар агенттиги түзүлгөн. Комитеттин курамына Экология агенттигинин мурдагы аткаруучу директору Эд Галлахер төрагалык кылды.
2008-жылдагы биоотундун жарамдуулугу боюнча талаш-тартыш Галлагер жетектеген комиссия тарабынан экинчи жолу терең изилдөөгө алып келди. Биоотунду пайдалануунун азык-түлүк өндүрүшүнө, өсүүчү өсүмдүктөрдүн ар түрдүүлүгүнө, азык-түлүктүн бааларына жана айыл чарба багытындагы жерлерге кыйыр таасири каралды. Отчет биоотунду киргизүү динамикасын жылына 0,5% чейин төмөндөтүүнү сунуштады. 5 пайыздык максатка ушул жол менен 2013/2014-жылга чейин жетүү керек, үч жыл өткөндөн кийин. Андан тышкары, андан ары ишке ашыруу компанияларга экинчи муундагы отунга багытталган акыркы технологияларды колдонууга милдеттүү талап менен коштолушу керек.
2011-жылдын 1-апрелинен баштап сиз 300дөн ашык швед май куюучу жайларында жаңы дизель кыймылдаткычын сатып ала аласыз. Швеция дүйнөдө биринчи болуп Швециянын карагай майынын негизинде жасалган эко-дизель менен автоунааларды куюуга болот. “Бул токойлордун көптөгөн баалуу компоненттерин колдонуунун жана“ жашыл алтындын ”жумушчу орундарды жакшыртууга жана климатты жакшыртууга жакшы мисал” - Айыл чарба министри Эскил Эрландссон / Эскил Эрландссон.
2013-жылдын 8-мартында биоотундун биринчи коммерциялык трансатлантикалык учуусу аяктады. Рейс KLM Boeing 777-200 тарабынан Амстердам - Нью-Йорк каттамы боюнча жүргүзүлгөн.
Финляндияда отун күйүүчү майы энергия керектөөнүн болжол менен 25% камсыз кылат жана анын негизги булагы болуп саналат жана анын үлүшү ар дайым өсүп турат.
Дүйнөнүн эң ири жылуулук электр борбору учурда Бельгияда курулуп жатат. Bee power gentжыгач чиптеринде иштей турган.Анын электр кубаттуулугу 215 МВт, ал эми жылуулук кубаттуулугу 100 МВт 107 болот, бул 450,000 үй чарбасын электр менен камсыз кылат.
Россиядагы биоотун
Росстаттын маалыматы боюнча, 2010-жылы Россиянын өсүмдүктөргө негизделген күйүүчү майдын (саман, майкейн, жыгач чиптери жана жыгачтарды кошо алганда) экспорту 2,7 млн. Тоннадан ашкан. Россия Европа базарына күйүүчү май таблеткаларын экспорттогон үч мамлекеттин бири. Россияда өндүрүлгөн биоотундун 20% гана керектелет.
Россияда потенциалдуу биогаз өндүрүү жылына 72 млрд м³ чейин. Биогаздан электр энергиясын өндүрүү 151,200 ГВт, жылуулук - 169,344 ГВт.
2012-2013-жылдары Россиянын 27 чөлкөмүндө 50дөн ашык биогаз электр станцияларын ишке киргизүү пландаштырылууда. Ар бир станциянын орнотулган кубаттуулугу 350 кВттан 10 МВтка чейин болот. Станциялардын жалпы кубаттуулугу 120 МВт ашат. Долбоорлордун жалпы наркы 58,5 ден 75,8 млрд рублга чейин болот (баалоо параметрлерине жараша). Бул долбоорду ишке ашыруу ГазЭнергоСтрой Корпорациясы жана Биогаз ГазЭнергоСтрой Корпорациясы тарабынан жүзөгө ашырылууда.
Ташталган жерлер жана биоотун өндүрүү
Жалпы көз карашка ылайык, биоотунду пайдалануунун терс кесепеттеринен "ташталган" же "ташталган" жерлерге чийки затты өстүрүү менен болтурбоого болот. Алсак, Британиянын Королдук коому өз баяндамасында өндүрүштү "биологиялык ар түрдүүлүгү аз же таштап кеткен жерлерге" көчүрүүгө багытталган саясий чечимдерди кабыл алууга чакырат. Кэмпбелл ж.б. 2008 тарабынан жүргүзүлгөн бир изилдөөдө, таштап кеткен жерлердин глобалдык биоэнергетикалык потенциалы 385-472 млн га аянтты пайдаланган учурдагы баштапкы энергияга болгон талаптын 8% га жетпеген деп бааланган. Бул жерлердин түшүмдүүлүгү жылына гектарына 4,3 тонна деп таанылган, бул мурдагы эсептөөлөрдөн бир топ төмөн (жылына 10 тоннага чейин). Биоотун өндүрүүгө жарактуу "ташталган" айыл чарба жерлерин аныктоо методологиясынын мисалы болуп Field et al (2008) изилдөө эсептелет, ага ылайык 386 миллион гектар жер бар. 1700-жылдан бери эгилип келе жаткан жана спутниктик сүрөттөр боюнча өстүрүлө элек жерлер, эгерде аларда токойлор жана калктуу конуштар болбосо, "таштап кеткен" деп эсептелет. Ошол эле учурда, жергиликтүү тургундардын бул жерлерди жайыт, жыйноо, багбанчылык жана башка максаттар үчүн пайдалангандыгын баалоого эч кандай аракет жасалбайт. Натыйжада, Гоеран Берндесдин биоотундун өндүрүш потенциалы боюнча он жети изилдөөнүн автору, “көп жерлер айыл калкынын негизин түзөт. ” Биоотунду өндүрүү темасында жазган бир катар авторлор “жердин пайдаланылбаган жерлери” түшүнүгүн, ошондой эле Латын Америкасындагы, Африкадагы жана Азиядагы жайыт аянттарын кеңири жайып, ушул категорияга киргизишкен. Бул жерлерде интенсивдүү дыйканчылыкка өтүү алардын учурдагы тургундары үчүн чоң кубаныч болуп саналат жана алардын ата-бабаларынын көптөгөн муундарынын тажрыйбасы менен түзүлгөн азыркы жашоо мүнөзү мындан ары жашоого укуксуз. Бул көз карашты салттуу жашоо образын коргоочулар адамзаттын маданий ар түрдүүлүгүнө кол салуу жана жергиликтүү жамааттардын укуктарын урматтабоо катары сындап келишет. Ошондой эле алар экологиялык туруктуу жашоо мүнөзүн камсыз кылган салттуу билимдердин жана тажрыйбалардын маанилүүлүгүн белгилешет. Эл аралык Lands Coalition уюмунун маалыматы боюнча, азыркы учурда дүйнө жүзүндөгү жерлердин 42% биоотунду өндүрүү үчүн жасалат. Анын өндүрүүчүлөрү дүйнөнүн түштүгүндө жүздөгөн миллион гектар жерди "таштап кеткен" жана "өнүгүүгө жеткиликтүү" деп топтошот, бул жерлерде ушул жүздөгөн миллиондогон адамдар жашап жана жашоо үчүн акча табышат. Биоартүрдүүлүктүн зыяны да көп учурда эске алынбайт. Бул жерлердин көбүнчө айылдык жамааттардын менчиги болуп саналгандыгы, алардын укуктары жергиликтүү салттуу идеяларга негизделген жана мыйзамдуу жол-жоболоштурулбаганы менен, сүрөткө түшүүгө жардам берет. Колдонулган өндүрүш схемаларынын капиталдык сыйымдуулугунан жана жергиликтүү жамааттардын ушул схемаларга начар интеграциялангандыгынан улам, жергиликтүү тургундар үчүн жумуш орундарын түзүүдөн түшкөн пайда көбүнчө анчалык деле чоң болбойт. Мындан тышкары, ижара акысы жана эмгек акынын деңгээли транзакцияларга катышкан тараптардын күчтөрүнүн балансы менен аныкталат жана артыкчылык, эреже катары, трансулуттук агробизнестин тарабында. Колчестер (2011) пальма майын өндүрүүдө мажбурлап иштетүү фактору колдонулгандыгын көрсөтөт. Мындан тышкары, жергиликтүү жамааттарга жер которуунун шарты катары убада кылынган жумуштар бир нече жылдан кийин жок кылынат (Раванера жана Горра 2011). Жалпысынан, айыл тургундарынын ири агробизнестен бир тараптуу көзкаранды болушунун абалы алар үчүн жагымсыз. Бразилияда мигрант фермерлердин "жер участогун албастан өздөрү үчүн иштөөгө" болгон каалоосу Амазониянын токойлорун талкалоонун негизги фактору катары таанылган (dos Santos et al 2011).
Стандарттар
1-январь, 2009-жылы Россияда ГОСТ Р 52808-2007 “Салттык эмес технологиялар. Биоэнергия калдыктары. Терминдер жана аныктамалар. " Стандартты киргизүү жөнүндө № 424-ст буйрук Ростехрегулирование тарабынан 2007-жылдын 27-декабрында бекитилген.
Стандартты Москва Мамлекеттик Университетинин География факультетинин Кайра жаралуучу энергия булактары лабораториясы иштеп чыккан. М.В. Ломоносов суюк жана газдуу күйүүчү майларга басым жасап, биоотун жаатындагы негизги түшүнүктөрдүн аныктамаларын жана аныктамаларын берет.
Европада 2010-жылдын 1-январынан тартып EN-PLUS биоотуну үчүн бирдиктүү стандарт күчүнө кирди.
Эл аралык көзөмөл
Кызыктуу факт, Европа Комиссиясы катышкан өлкөлөрдү автоунааларды жалпы көлөмдүн 10% өлчөмүндө биоотунга өткөрүп берүүгө түрткү берүүдө. Ушул максатка жетүү үчүн, Европада атайын кеңештер жана комиссиялар түзүлүп, иштеп жатышат, алар автоунаалардын ээлерин моторлорун кайрадан жабдууга, ошондой эле базарларга жеткирилген биоотундун сапатын көзөмөлдөөгө үндөйт.
Жер планетасындагы био-балансты сактоо үчүн, комиссиялар продукцияны өндүрүү үчүн чийки болгон өсүмдүктөрдүн саны көбөйүп, алардын ордуна биоотун өндүрүлүп жаткан өсүмдүктөр менен алмаштырылбайт. Мындан тышкары, биоотунду өндүрүүчү ишканалар өз технологияларын ар дайым өркүндөтүп, экинчи муундагы отун өндүрүүгө басым жасашы керек.
Россиядагы жана дүйнөдөгү күйүүчү май чындыгы
Мындай жигердүү иштин натыйжалары көпкө созулган жок. Мисалы, кылымдын экинчи декадасынын башында Швецияда 300 май куюучу жай иштешкен, ал жерде бакты экологиялык таза биодизель менен толтура аласыз. Ал Швецияда өскөн белгилүү карагайлардын майынан жасалат.
2013-жылдын жазында авиациялык отун өндүрүү технологиясын өнүктүрүүдө бурулуш учур болгон окуя болуп өттү. Биоотун менен майдаланган трансатлантикалык учак Амстердамдан учуп кетти. Бул Боинг Нью-Йоркто аман-эсен конду жана ошону менен экологиялык таза жана арзан отунду колдонууга негиз берди.
Россия бул процессте абдан кызыктуу позицияны ээлейт. Биз ар кандай биоотундун түрлөрүн өндүрүүчүлөрбүз, биз күйүүчү май таблеткаларын экспорттоочулардын рейтингинде үчүнчү орунду ээлейбиз! Бирок биздин өлкөбүздө отундун 20% дан азы сарпталат, ошол эле учурда кымбат түрлөрдү колдонууну уланта беребиз.
Россиянын 27 облусу биогаз менен иштелип чыккан электр станциялары курулуп, ишке киргизилген эксперименталдык жайларга айланды. Бул долбоордун чыгымы дээрлик 76 миллиард рублди түздү, бирок станцияларды эксплуатациялоодон түшкөн каражат бул чыгымдардан бир топ эсе көп.
Агартуу сыйлыгы
Кайра жаралуучу чийки заттарды биоотунга жана электрэнергиясына кайра иштетүү технологиялары, ошондой эле биополимер таңгагын өндүрүү боюнча чечимдер өзгөчө перспективдүү болуп саналат. Бул технологияларды колдонуу аларды кайра иштетүүгө, б.а. өнүмдү түзүүнүн жаңы циклинде (айрыкча, отун клеткаларындагы жана биопластикаларда) кайра иштетүүгө мүмкүнчүлүк берет.
Россияда ушул технологияларды колдонуу мүмкүнчүлүгү өтө чоң. Аларды иштеп чыгуу жана ишке ашыруу орто мөөнөттүү келечекте өлкөнүн экономикасынын энергетикалык ресурстарга, тышкы продукцияларга жана технологияларга көз карандылыгын кыскартууга жана жаңы рынокторду түзүүгө алып келет.
Таасирлери
Транспорттук тармакты өнүктүрүүгө дем берүү, анын экологиялык жактан таза жана отунга болгон муктаждыгын канааттандыруу.
Техникалык жана азык-түлүк айдоо аянттары ортосундагы атаандаштыктын күчүн азайтуу (фиторакттарда микробалдырларды өстүрүү, акваторийде сүзүп жүрүүчү резервуарлар, ачык суу сактагычтар).
Терс социалдык-экономикалык шарттары бар региондордун өнүгүшү жана импорттолуучу отунга көз карандылыгынын төмөндөшү.
Микробалдырлардан белокторду, антиоксиданттарды, тамак-аш түстөрүн жана башка пайдалуу азыктарды алуу.
Рыноктун баасы
2030-жылга карата дүйнөлүк биоотун өндүрүшү жылдык өсүү темпи 7–9% га жетип, мунай эквивалентинде 150 млн. Тоннага чейин көбөйөт. Анын үлүшү транспорт тармагында керектелүүчү күйүүчү майдын 4-6% га жетет. Балырлардын биоотуну жыл сайын 70 миллиард литрден ашуун катмар отундарын алмаштыра алат. 2020-жылга чейин Россияда биоотун рыногу 1,5 эседен ашык өсүшү мүмкүн - жылына 5 млн. Тоннага чейин. Тренддин максималдуу көрүнүшү үчүн мүмкүн болгон мөөнөт: 2025–2035.
Айдоочулар жана тоскоолдуктар
Айлана-чөйрөнүн булганышын азайтуу үчүн өнүккөн өлкөлөрдүн экологиялык саясаты.
Биодизель заводдорун куруу, технологиялык процесстерди жөнгө салуу үчүн ири көлөмдөгү инвестициялардын зарылдыгы.
Микробалдырлардын өсүшүнүн натыйжалуулугунун күн нурунун интенсивдүүлүгүнө көз карандылыгы (ачык сууда өскөндө).
Органикалык таштандылар электр
Калдыктарды утилдештирүү жана кайра иштетүү процесстерин иш жүзүндө олуттуу өнүмдөрдү жана атүгүл электр энергиясын өндүрүү менен айкалыштырууга болот. Атайын шаймандарды - микроб күйүүчү май клеткаларын (MTE) колдонуу менен электр энергиясын таштандылардан түз чыгарып, биогазды өндүрүү жана андан ары электр энергиясына иштетүү этаптарын тоготпой өткөрүү мүмкүн болду.
MTEлер биоэлектрдик тутум. Анын иштешинин натыйжалуулугу органикалык кошулмаларды (калдыктарды) талкалап, электрондорду бир системага салынган электрдик схемага өткөрүп берген бактериялардын зат алмашуу иш-аракетинен көз каранды. Мындай бактериялардын эффективдүүлүгүнө органикалык заттарды камтыган саркынды сууларды тазалоочу курулмалардын технологиялык схемасына киргизүү аркылуу жетишүүгө болот.
Батареяларды толтуруу үчүн MTE колдонууга мүмкүнчүлүк берген лабораториялык иштөөлөр бар. Технологиялык чечимдерди масштабдаштыруу жана оптимизациялоо менен, чакан ишканаларды электр энергиясы менен камсыз кылуу мүмкүн болот. Мисалы, ондогон литрден миң литрге чейинки көлөмдө иштеген жогорку ылдамдыктагы MTEлер тазалоочу жайларга автономдуу электр энергиясын берет.
Структуралык анализ
Биоотундун дүйнөлүк рыногунун түзүмүн болжолдоо: 2022 (%)
Органикалык таштандылар электр
Калдыктарды утилдештирүү жана кайра иштетүү процесстерин иш жүзүндө олуттуу өнүмдөрдү жана атүгүл электр энергиясын өндүрүү менен айкалыштырууга болот. Атайын шаймандарды - микроб күйүүчү май клеткаларын (MTE) колдонуу менен электр энергиясын таштандылардан түз чыгарып, биогазды өндүрүү жана андан ары электр энергиясына иштетүү этаптарын тоготпой өткөрүү мүмкүн болду.
MTEлер биоэлектрдик тутум. Анын иштешинин натыйжалуулугу органикалык кошулмаларды (калдыктарды) талкалап, электрондорду бир системага салынган электрдик схемага өткөрүп берген бактериялардын зат алмашуу иш-аракетинен көз каранды. Мындай бактериялардын эффективдүүлүгүнө органикалык заттарды камтыган саркынды сууларды тазалоочу курулмалардын технологиялык схемасына киргизүү аркылуу жетишүүгө болот.
Батареяларды толтуруу үчүн MTE колдонууга мүмкүнчүлүк берген лабораториялык иштөөлөр бар. Технологиялык чечимдерди масштабдаштыруу жана оптимизациялоо менен, чакан ишканаларды электр энергиясы менен камсыз кылуу мүмкүн болот. Мисалы, ондогон литрден миң литрге чейинки көлөмдө иштеген жогорку ылдамдыктагы MTEлер тазалоочу жайларга автономдуу электр энергиясын берет.
Таасирлери
Өндүрүш процесстеринин экологиялык жактан шайкештигин жана ишканалардын натыйжалуулугун жогорулатуу, алардын тышкы электр булактарына көз карандылыгын азайтуу, өндүрүштүн наркын жана тазалоо технологияларын сатып алуу наркын төмөндөтүү.
Энергия тартыш аймактардагы абалды жакшыртуу, MTE колдонуу менен алардын атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу.
Энергияны көп талап кылбаган максаттарда электр энергиясын өз алдынча өндүрүү мүмкүнчүлүгү (мисалы, чакан чарбаларда).
Рыноктун баасы
70% - биотехнологиялык ыкмаларды колдонуу менен иштетилген таштандылардын үлүшү Россияда 2012-жылга салыштырмалуу 2020-жылга чейин көбөйөт. Европа Бирлигинде биогаздан алынган электр энергиясынын үлүшү болжол менен 8% түзөт. Тренддин максималдуу көрүнүшү үчүн мүмкүн болгон мөөнөт: 2020–2030.
Айдоочулар жана тоскоолдуктар
Органикалык таштандылардын көбөйүшү жана электр энергиясына болгон талаптын өсүшү.
Энергиянын ар кандай булактарында, анын ичинде саркынды сууларда MTE сыяктуу биореакторлор менен иштөө мүмкүнчүлүгү.
MTEти технологиялык процесстерге, узак мөөнөттүү кайтаруу мезгилине интеграциялоо үчүн талап кылынган инвестициялардын жетишсиз деңгээли.
Биоэакторлорду таштанды жайлары менен байланыштыруу зарылдыгы.
Учурда иштеп жаткан MTE түрүндөгү биореакторлордун эксперименталдык өнөр жай үлгүлөрүнүн салыштырмалуу төмөн натыйжалуулугу.
Структуралык анализ
Микробдук электрохимиялык системаларды изилдөө боюнча түрлөрү: 2012 (%)
Биологиялык ажыроочу полимердик таңгактоо
Синтетикалык полимерлерден (пакеттер, пленкалар, контейнерлер) жасалган таңгактоонун учуру айлана-чөйрөнү булгоо маселесин күчөтөт. Бул тез арада кайра иштетиле турган жана колдонууга ыңгайлуу биологиялык ыдыроочу полимерлерден таңгак материалдарына өтүү менен чечилет.
Көпчүлүк өнүккөн өлкөлөрдө, таңгактоочу өнөр жайда биологиялык бузула турган синтетикалык полимерлердин (узак мөөнөттүү кайра иштетүү мөөнөтү 2-3 айга чейин) узак жана узак (бир нече жүз жылга чейин) жылыш тенденциясы байкалууда. Алардын керектөөсүнүн жылдык көлөмү бир гана Батыш Европада болжол менен 19 миң тоннага, Түндүк Америкада 16 миң тоннага жетет. Ошол эле учурда, бир катар көрсөткүчтөр боюнча, биополимердин таңгактоочу материалдары салттуу синтетикалык материалдардан артта калууда.
Дан өсүмдүктөрүнүн жана кант кызылчасынын өсүмдүктөрүнүн шекеринен полилактикалык кислотанын негизинде биополимер материалдарын өндүрүү технологиялары жогорку керектөө мүнөздөмөлөрү менен таңгактоого мүмкүндүк берет: ийкемдүү жана бышык, нымга жана агрессивдүү кошулмаларга, жыттарга чыдамсыз, бийик тоскоолдук касиеттерине ээ, ошол эле учурда эффективдүү жана тез бузулат. . Технологияларды өркүндөтүү алардын материалдык жана энергия сыйымдуулугун төмөндөтүүгө багытталган.
Биоотундун экинчи мууну
Өндүрүштүн татаалдыгы, ага бир топ өсүмдүк материалдары керектелет. Ал эми аны өстүрүү үчүн, эгерде туура жолго коюлган болсо, азык-түлүк өсүмдүктөрүн өстүрүү үчүн пайдаланылышы керек болгон жерлер керек. Ошондуктан жаңы технологиялар биоотунду бардык өсүмдүктөрдөн эмес, башка өндүрүштүн калдыктарынан алууга багытталган. Жыгач чиптери, эгин бастыргандан кийинки саман, күн караманын кабыгы, майды, быштакты, ошондой эле кык жана башка көптөгөн нерселер - бул экинчи муундагы биоотун үчүн чийки зат болуп калат.
Экинчи муундагы биоотундун жаркын мисалы - "канализациялык" газ, башкача айтканда көмүр кычкыл газынан жана метандан турган биогаз.Ошентип, биогазды автоунааларда колдонсо болот, андан көмүр кычкыл газы чыгарылып, натыйжада таза биометан бойдон калат. Болжол менен ушундай эле жол менен биоэтанол жана биодизел биологиялык массадан алынат.
Биодизельди кантип жасоо керек
Биодизель өндүрүү үчүн өсүмдүк майынын илешкектүүлүгүн азайтуу керек. Бул үчүн андан глицерин алынып, анын ордуна майга спирт киргизилет. Бул процессте сууну жана ар кандай кирди кетирүү үчүн бир нече фильтрация талап кылынат. Бул процессти тездетүү үчүн майга катализатор кошулат. Алкоголь аралашмага да кошулат. Метил эфирин алуу үчүн майга метанол, этил эфирин алуу үчүн этанол кошулат. Катализатор катары кычкылтек колдонулат.
Бардык компоненттер аралашат, андан кийин кычкылдануу үчүн убакыт талап кылынат. Бактын үстүңкү катмары биодизель. Ортоңку катмар - самын. Төмөнкү катмар - глицерин. Бардык катмарлар андан ары өндүрүшкө өтөт. Глицерин жана самын экөө эл чарбасындагы керектүү бирикмелер. Биодизель бир нече тазалануудан өтүп, кургатылып, чыпкаланып турат.
Бул өндүрүштүн көрсөткүчтөрү кызыктуу: 110 кг алкоголь жана 12 кг катализатор менен аракеттенген бир тонна май 1100 литр биодизель жана 150 кг ашык глицерин берет. Биодизель янтарь сары түстө, жаңы сыгылган күн карама майы, кара глицерин сыяктуу, 38 градуска чейин катып калат. Жакшы биодизельдин курамында эч кандай аралашмалар, бөлүкчөлөр же суспензиялар болбошу керек. Биодизельди колдонууда сапатты үзгүлтүксүз контролдоо үчүн, автоунаа күйүүчү май чыпкаларын текшерүү керек.
Биоэтанол өндүрүү
Кантка бай сырьену ачытуу биоэтанол өндүрүү үчүн негиз болуп саналат. Бул жараян спирт ичимдиктерин ичкенге же кадимки караңгы жарыкка окшош. Дан эне крахмалы кантка айланат, ага ачыткы кошулуп, пюре алынат. Таза этанол ачытуу өнүмдөрүн бөлүп алуу жолу менен алынат, бул атайын тилкеде пайда болот. Бир нече фильтрациядан кийин алар кургатылат, башкача айтканда, суу алынып салынат.
Суусуз аралашкан биоэтанолду туруктуу бензинге кошсо болот. Биоэтанолдун экологиялык тазалыгы жана анын айлана-чөйрөгө тийгизген таасири өнөр жайда жогору бааланат, буга кошумча биоотундун баасы өтө эле ылайыктуу.