Mazda yaşıl yosunlara əsaslanan bioyanacaq inkişaf etdirən bir neçə tədqiqat layihəsinin dəstəklənməsindən danışdı. Gələcəkdə geniş miqyaslı buraxılışına başlamaq planlaşdırılır.
Dəniz yosundan alınan daxili yanma mühərrikləri üçün yeni yanacaqların yaradılması işləri Hirosima Universiteti və Tokio Texnologiya İnstitutu tərəfindən aparılır. Yanma zamanı yanacaq yalnız böyümə zamanı yosunlar tərəfindən atmosferdən udulmuş karbon qazının miqdarını yayır. Bununla əlaqədar yanacaq zərərli tullantılar baxımından neytraldır.
Ekoloji təmizliyə əlavə olaraq, yeni bir yanacaq növünün üstünlükləri arasında, kənd təsərrüfatının digər növləri üçün əlverişsiz olan bölgələrdə böyüdə bilən yosunların iddiasızlığı qeyd edilmişdir. Onların suvarılması üçün təzə su lazım deyil. Onlara əsaslanan yanacaq, dağılma halında bioloji və zərərsizdir.
Yosunlardan alınan yeni bioyanacağın əsas problemi adi benzin və dizellə müqayisədə istehsalın yüksək qiymətidir. Əgər bu həll oluna bilərsə, onda Mazda 2030-cu ilədək avtomobillərin 95 faizinə yeni yanacaq istifadə etməyi planlaşdırır. Bu, ən azı 2040-cı illərə qədər ICE avtomobillərini istehsal etməyə davam etməyə imkan verəcəkdir.
Bitki mənşəli bioyanacaqların nəsilləri
Bitki materialları nəsillərə bölünür.
Xammal birinci nəsil çox miqdarda yağ, nişasta, şəkər olan bitkilərdir. Bitki yağları biodizelə, nişasta və şəkər isə etanola çevrilir. Torpaq istifadəsindəki dolayı dəyişiklikləri nəzərə alsaq, bu cür xammallar tez-tez qaz yanacaqlarını yandırmamaqla qarşısını almaqdan daha çox iqlimə zərər verir. Bundan əlavə, onun bazardan çıxması ərzaq məhsullarının qiymətinə birbaşa təsir edir. Demək olar ki, bütün müasir nəqliyyat bioyanacaqları birinci nəsil xammaldan istehsal olunur, ikinci nəsil xammalın istifadəsi ticarətin başlanğıc mərhələsindədir və ya tədqiqat prosesindədir.
Mədəni bitkilərin, otların və ağacın qida olmayan qalıqları deyilir ikinci nəsil xammal. Onu əldə etmək birinci nəsil bitkilərə nisbətən daha ucuzdur. Belə xammal tərkibində selüloz və lignin var. Doğrudan yandırıla bilər (ənənəvi olaraq odunla edildiyi kimi), qazlaşdırılmış (yanan qazlar alır) və pirolizə olunur. İkinci nəsil xammalın əsas çatışmazlıqları işğal olunmuş torpaq ehtiyatları və vahid sahəyə nisbətən aşağı gəlir.
Üçüncü nəsil xammal - yosunlar. Torpaq ehtiyatları tələb etmir, böyük bir biokütlə və yüksək məhsuldarlıq dərəcəsinə sahib ola bilərlər.
İkinci nəsil bioyanacaqlar
İkinci nəsil bioyanacaqlar - "ikinci nəsil" xammal mənbələrindən istehsal olunan metanol, etanol, biodizelə əlavə olaraq biokütlə və ya digər növ yanacaqların müxtəlif üsulları ilə əldə edilən müxtəlif yanacaqlar.
İkinci nəsil bioyanacaq üçün xammal mənbələri, qida sənayesində istifadə üçün yararlı bioloji xammal hissələri çıxarıldıqdan sonra qalan ligno-selüloz birləşmələrdir. Biomassanın ikinci nəsil bioyanacaq istehsalında istifadəsi kənd təsərrüfatında istifadə olunan torpaq sahələrinin azaldılmasına yönəldilmişdir. Bitkilər - ikinci nəslin xammal mənbələri:
- Yosunlar - çirklənmiş və ya duzlu suda böyüməyə uyğunlaşdırılmış sadə orqanizmlər (bunlar soya kimi ilk nəslin mənbələrindən iki yüz qat artıq yağ ehtiva edir),
- Zəncəfil (bitki) - buğda və digər bitkilərlə növbə ilə böyüyür,
- Jatropha curcas və ya Jatropha - quru torpaqlarda böyüyür, növlərdən asılı olaraq 27-40% yağ tərkiblidir.
Sürətli piroliz, biomassanı nəql etmək, saxlamaq və istifadə etmək üçün daha asan və daha ucuz bir maye halına gətirməyə imkan verir. Mayedən, avtomobil yanacağı və ya elektrik stansiyaları üçün yanacaq istehsal etmək mümkündür.
Bazarda satılan ikinci nəsil bioyanacaqlardan ən məşhurları Kanadanın Dynamotive şirkəti və Almaniyanın CHOREN Industries GmbH şirkəti tərəfindən istehsal olunan BioOildir.
Alman Enerji Agentliyinin (Deutsche Energie-Agentur GmbH) verdiyi məlumata görə (mövcud texnologiyalarla), biomass piroliz yanacağı istehsalı Almaniyanın avtomobil yanacağına olan ehtiyacının 20% -ni ödəyə bilər. 2030-cu ilə qədər texnologiyanın inkişafı ilə biomass piroliz Alman avtomobil yanacağı istehlakının 35% -ni təmin edə bilər. İstehsal dəyəri maye yanacaq üçün 0,80 avrodan az olacaq.
Piroliz Şəbəkəsi (PyNe), Avropanın 15 ölkəsindən, ABŞ-dan və Kanadadan olan tədqiqatçıları birləşdirən bir araşdırma təşkilatı yaradıldı.
İynəli ağac pirolizinin maye məhsullarının istifadəsi də çox perspektivlidir. Məsələn, 70% saqqız turpentin, 25% metanol və 5% aseton, yəni şam qatran ağacının quru damıtma fraksiyaları olan bir qarışıq A-80 benzini əvəz etmək üçün uğurla istifadə edilə bilər. Üstəlik, damıtma üçün ağac istehsalında tullantılar istifadə olunur: filiallar, kötük, qabıq. Yanacaq fraksiyalarının məhsul tullantılarına görə 100 kiloqrama qədərdir.
Üçüncü nəsil bioyanacaqlar
Üçüncü nəsil bioyanacaqlar yosunlardan alınan yanacaqlardır.
Birləşmiş Ştatların Enerji Departamenti 1978-dən 1996-cı ilədək Su növləri növləri proqramında yüksək yosun yosunlarını tədqiq etmişdir. Tədqiqatçılar Kaliforniya, Havay və Nyu Meksiko açıq gölməçələrdə yosunların sənaye istehsalı üçün əlverişli olduğu qənaətinə gəldilər. 6 il ərzində yosunlar 1000 m² sahəsi olan gölməçələrdə böyüdü. Yeni Meksika Göleti CO'nu yüksək səviyyədə ələ keçirdi2. Məhsuldarlıq 50 qr-dan çox idi. gündə 1 m² olan yosun. 200 min hektar gölməçə ABŞ avtomobillərinin illik istehlakı üçün kifayət qədər yanacaq istehsal edə bilər. 200 min hektar - bu, yosunların yetişməsi üçün yararlı ABŞ torpaqlarının 0,1% -dən azdır. Texnologiyada hələ çox problem var. Məsələn, yosunlar yüksək temperaturu sevirlər, çöl iqlimi onların istehsalına yaxşı uyğundur, ancaq gecə temperatur fərqləri üçün bəzi temperatur tənzimlənməsi tələb olunur. 1990-cı illərin sonlarında texnologiya neftin aşağı qiymətinə görə sənaye istehsalına girmədi.
Açıq gölməçələrdə yosunların artmasına əlavə olaraq, elektrik stansiyalarının yaxınlığında yerləşən kiçik bioreaktorlarda yosunların böyüməsi texnologiyaları da mövcuddur. Bir istilik elektrik stansiyasının tullantı istiliyi böyüməkdə olan yosunlar üçün tələb olunan istilik tələbatının 77% -ni ödəyə bilər. Bu texnologiya isti bir səhra iqlimi tələb etmir.
Bioyanacaqların növləri
Bioyanacaqlar bərk, maye və qaz halına bölünür. Bərk ənənəvi odun (tez-tez ağac emalı tullantıları şəklində) və yanacaq qranulları (ağac emalının bərk kiçik qalıqları).
Maye yanacaqlar spirtlər (metanol, etanol, butanol), esterlər, biodizel və biokütlə.
Qaz yanacaqları - karbonmonoksit, metan, hidrogen ilə müxtəlif qaz qarışıqları, oksigen (qazlaşma) iştirakı ilə xammalın termik parçalanması, oksigen (piroliz) olmadan və ya bakteriyaların təsiri altında mayalanma ilə əldə edilir.
Qatı bioyanacaq
Odun bəşəriyyətin istifadə etdiyi ən qədim yanacaqdır. Hal-hazırda dünyada odun və ya biokütlə istehsalı üçün sürətli böyüyən növlərdən (qovaq, evkalipt və s.) İbarət enerji meşələri yetişdirilir. Rusiyada, ağac və biokütlə, əsasən lambanın istehsalı üçün uyğun olmayan pulpa ağacıdır.
Yanacaq qranulları və briketlər - odun tullantılarından bərk məhsullar (yonqar, ağac çipləri, qabıq, incə və standart olmayan ağac, giriş zamanı giriş qalıqları), saman, kənd təsərrüfatı tullantıları (günəbaxan qabığı, fındıq, peyin, toyuq damlası) və digər biokütlə. Taxta yanacaq qranullarına qranullar deyilir, diametri 8-23 mm və uzunluğu 10-30 mm olan silindrik və ya sferik qranullar şəklindədir. Hazırda Rusiyada yanacaq qranulları və briketlərin istehsalı yalnız böyük həcmlərlə iqtisadi baxımdan sərfəlidir.
Bioloji mənşəli enerji mənbələri (əsasən peyin və s.), Yaşayış binalarının və istilik elektrik stansiyalarının sobalarında yanacaqla doldurulur, qurudulur və yandırılır, ucuz elektrik istehsal olunur.
Bioloji mənşəli tullantılar - işlənməmiş və ya yanmağa ən az hazırlıq dərəcəsi ilə: yonqar, ağac çipləri, qabıq, qabıq, qabıq, saman və s.
Taxta çiplər - mobil kəsicilərdən və ya stasionar çırpıcılardan (parçalayıcılardan) istifadə edərək birbaşa kəsici ərazidə və ya ağac emalı tullantılarında məhsul yığmaq zamanı incə ağacın kəsilməsi və ya qalıqların kəsilməsi ilə istehsal olunur. Avropada ağac çipləri, əsasən, birdən bir neçə on on meqavatadək olan böyük istilik elektrik stansiyalarında yandırılır.
Tez-tez həmçinin: yanacaq torf, bələdiyyə bərk tullantıları və s.
Bioetanol
2015-ci ildə dünya miqyasında bioetanol istehsalı 98,3 milyard litr təşkil edib, onlardan 30-u Braziliyada, 56.1-i ABŞ-dadır. Braziliyada etanol əsasən şəkər qabından, ABŞ-da isə qarğıdalıdan istehsal olunur.
2007-ci ilin yanvarında Konqresə göndərdiyi mesajda George W. Buş 10 plan üçün 20 təklif etdi. Plan 10 ildə benzin istehlakını 20% azaltmağı təklif etdi ki, bu da neft istehlakını 10% azaldır. Benzinin 15% -inin bioyanacaqla əvəzlənməsi lazım idi. 19 dekabr 2007-ci ildə ABŞ prezidenti Corc W. Buş, 2022-ci ilə qədər ildə 36 milyard gallon etanol istehsal etməyə çağıran Birləşmiş Ştatların Enerji Müstəqilliyi və Təhlükəsizlik Aktını (2007-ci il EISA) imzaladı. Eyni zamanda, 16 milyard gallon etanolun - sellülozadan hazırlanması lazım idi - qida xammalı deyil. Qanunun icrası çox çətinliklər və gecikmələrlə üzləşdi, orada nəzərdə tutulan məqsədlər dəfələrlə aşağıya doğru yenidən nəzərdən keçirildi.
Etanol benzindən daha az "enerji sıx" enerji mənbəyidir, işləyən avtomobillərin yürüşü E85 (85% etanol və 15% benzin qarışığı, İngilis Ethanol'dan "E" hərfi), vahid yanacaq həcmi standart avtomobillərin yürüşünün təxminən 75% -ni təşkil edir. Adi avtomobillər E85 üzərində işləyə bilməz, baxmayaraq ki, daxili yanma mühərrikləri çox işləyir E10 (bəzi mənbələr hətta E15 istifadə edə biləcəyinizi iddia edir). "Həqiqi" etanol yalnız sözdə işləyə bilər. "Flex-Yanacaq" maşınları ("Flex-Yanacaq" maşınları). Bu avtomobillər həm adi benzin (həm də kiçik bir etanol əlavə tələb olunur) ya da hər ikisinin ixtiyari qarışığında işləyə bilər. Braziliya şəkər qamışı bioetanolunun yanacaq olaraq istehsalında və istifadəsində liderdir. Braziliyadakı yanacaqdoldurma məntəqələri seçim təklif edir E20 adi benzin və ya "acool", etanol azeotrop (96% C) adı altında (və ya E25)2H5OH və 4% su, daha yüksək bir etanol konsentrasiyası şərti distillə yolu ilə əldə edilə bilməz). Etanolun benzindən daha ucuz olduğundan faydalanaraq, vicdansız yanacaqdoldurma agentləri E20-ni azeotrop ilə seyreltirlər ki, konsentrasiyası gizli olaraq 40% -ə çatsın. Adi bir maşının çevik yanacağa çevrilməsi mümkündür, lakin iqtisadi cəhətdən mümkün deyil.
ABŞ-da selüloz etanol istehsalı
2010-cu ildə Birləşmiş Ştatların Ətraf Mühitin Mühafizəsi Agentliyi (EPA) iki şirkətin açıqlamalarına əsasən ABŞ-da 100 milyon gallon selüloz etanol istehsalına dair məlumat yaydı. Menzil yanacaq və Sellonun enerjisi. Hər iki şirkət eyni il yanacaq istehsalına başlamadan əməliyyatları dayandırdı.
2012-ci ilin aprelində şirkət Mavi şəkər ilk 20 min gallon istehsal etdi, bundan sonra bu fəaliyyəti dayandırdı.
Şirkət INEOS Bio 2012-ci ildə, "ildə 8 milyon gallon tutumlu selülozun ilk kommersiya etanol istehsalına" başlandığını elan etdi, lakin EPA bunun üzərində heç bir real istehsal qeyd etmədi.
2013-cü ildə EPA ABŞ-da sıfır selüloz etanol istehsalını tapdı.
2014-cü ildə dörd şirkət tədarükün başlandığını elan etdi:
- Quad County Qarğıdalı prosessorları - İyul 2014, ildə 2 milyon gallon,
- POİT - Sentyabr 2014, ildə 25 milyon gallon,
- Abengoa - Oktyabr 2014, ildə 25 milyon gallon,
- Dupont - Oktyabr 2015, ildə 30 milyon gallon.
2015-ci il üçün EPA görə, 2,2 milyon gallon həqiqətən istehsal edildi, yəni yuxarıda göstərilən dörd şirkət tərəfindən elan edilənlərin 3,6% -i.
Abengoa 2015-ci ildə iflas elan edildi.
ABŞ Konqresi tərəfindən 2007-ci ildə qəbul edilən Enerji Müstəqilliyi və Təhlükəsizlik Aktı, 2015-ci ildə ABŞ-da 3 milyard gallon istehsalına çağırıldı. Beləliklə, faktiki istehsal əhəmiyyətli sərmayələrə və dövlət dəstəyinə baxmayaraq, Konqresin elan etdiyi məqsədin yalnız 0,073% -ni təşkil etdi.
Tənqidçilər, ABŞ-da selüloz etanol istehsalının ticarəti üçün uğursuz cəhdlərin bir əsrdən çox əvvəl başlandığını və təxminən hər 20-30 ildən bir təkrarlandığını və istehsalın ildə bir milyon gallondan çox olduğu misallar var. Məsələn, məsələn, 1910-cu ildə şirkət Standart spirt gündə 5 min və 7 min gallon tutumu olan iki müəssisədə ağac emalı tullantılarından spirt aldı. Bir neçə il çalışdılar.
Biometanol
Dəniz fitoplanktonunun sənaye becərilməsi və biotexnoloji çevrilməsi hələ də ticarilaşma mərhələsinə çatmamış, lakin bioyanacaq istehsalında perspektivli sahələrdən biri hesab olunur.
80-ci illərin əvvəllərində bir sıra Avropa ölkələri birlikdə sahil çöl ərazilərindən istifadə edərək sənaye sistemləri yaratmağa yönəlmiş bir layihə hazırladılar. Bu layihənin həyata keçirilməsinə neftin qiymətində qlobal eniş mane oldu.
İbtidai biokütlə istehsalı, dəniz sahillərində yaradılan süni su anbarlarında fitoplankton yetişdirməklə mümkündür.
İkincili proseslər biomassanın metan fermentasiyası və metanol istehsal etmək üçün metanın sonrakı hidroksillənməsidir.
Mikroskopik yosunların istifadəsinin potensial faydaları aşağıdakılardır:
- yüksək fitoplankton məhsuldarlığı (ildə 100 t / ha qədər),
- istehsalda nə münbit torpaq, nə də şirin su istifadə edilmir,
- proses kənd təsərrüfatı istehsalı ilə rəqabət etmir,
- Prosesin enerji səmərəliliyi metan istehsalı mərhələsində 14, metanol istehsal mərhələsində 7-ə çatır.
Enerji istehsalı baxımından bu biosistem günəş enerjisini çevirmənin digər üsulları ilə müqayisədə əhəmiyyətli iqtisadi üstünlüklərə sahib ola bilər.
Biobutanol
Butanol-C4H10O butil spirti. Xarakterik bir qoxu olan rəngsiz bir maye. Sənayedə kimyəvi bir xammal kimi geniş istifadə olunur və ticarət miqyasında nəqliyyat yanacağı olaraq istifadə edilmir. ABŞ-da hər il təxminən 1,4 milyard dollara 1,39 milyard litr butanol istehsal olunur.
Butanol bakteriyalardan istifadə edərək 20-ci əsrin əvvəllərində istehsal olunmağa başladı Clostridia acetobutylicum. 50-ci illərdə neftin qiymətinin düşməsi səbəbindən neft məhsullarından istehsal olunmağa başladı.
Butanol aşındırıcı xüsusiyyətlərə malik deyil, mövcud infrastruktur üzərindən ötürülə bilər. Ənənəvi yanacaqlarla qarışdıra bilər, amma məcbur deyil. Butanolun enerjisi benzin enerjisinə yaxındır. Butanol yanacaq hüceyrələrində və hidrogen istehsalı üçün xammal olaraq istifadə edilə bilər.
Şəkər qamışı, çuğundur, qarğıdalı, buğda, cassava və gələcəkdə selüloz biobutanol istehsalı üçün xammal ola bilər. Biobutanol istehsal texnologiyası DuPont Biofuels tərəfindən hazırlanmışdır. Associated British Foods (ABF), BP və DuPont İngiltərədə müxtəlif xammallardan ildə 20 milyon litr tutumu olan biobutanol zavodu inşa edirlər.
Dimetil efiri
Həm kömürdən, həm təbii qazdan, həm də biokütlədən əldə edilə bilər.Tullantı pulpası və kağız istehsalından çox miqdarda dimetil eter istehsal olunur. Aşağı təzyiqdə mayeləşdirir.
Dimetil eter, kükürd tərkibi olmayan ekoloji cəhətdən təmiz bir yanacaqdır, işlənmiş qazlardakı azot oksidlərinin tərkibi benzindən 90% azdır. Dimetil efirin istifadəsi xüsusi filtr tələb etmir, ancaq enerji təchizatı sistemlərini (qaz cihazlarının quraşdırılması, qarışıq meydana gəlməsinin düzəldilməsi) və mühərrikin alovlanmasını dəyişdirmək lazımdır. Dəyişdirmədən, yanacaqda 30% tərkibi olan LPG mühərrikləri olan avtomobillərdə istifadə etmək mümkündür.
2006-cı ilin iyul ayında Milli İnkişaf və İslahat Komissiyası (NDRC) (Çin) dimetil efirin yanacaq kimi istifadəsi üçün standart qəbul etdi. Çin hökuməti, dizelə alternativ olaraq dimetil efirin inkişafına dəstək verəcəkdir. Yaxın 5 ildə Çin ildə 5-10 milyon ton dimetil efiri istehsal etməyi planlaşdırır.
Moskvanın Nəqliyyat və Rabitə İdarəsi, şəhər rəhbərliyinin "Dimetil efiri və digər alternativ motor yanacağının istifadəsinin genişləndirilməsi haqqında" qərar layihəsini hazırladı.
Mühərrikləri dimetil eterlə işləyən avtomobillər KAMAZ, Volvo, Nissan və Çin şirkəti SAIC Motor tərəfindən hazırlanmışdır.
Biodizel
Biyodizel heyvan, bitki və mikrob mənşəli yağlara, həmçinin onların esterifikasiya məhsullarına əsaslanan yanacaqdır. Biyodizel almaq üçün bitki və ya heyvan yağları istifadə olunur. Xammal, kolza, soya, xurma, hindistan cevizi yağı və ya hər hansı digər xam yağ, həmçinin qida sənayesinin tullantıları ola bilər. Yosunlardan biodizel istehsalı üçün texnologiyalar inkişaf etdirilir.
Bio benzin
Rusiya Elmlər Akademiyasının Birgə Yüksək Temperatur İnstitutu (OIVT) və Moskva Dövlət Universitetinin mikrodalğalar biokütləsini bio-benzinə çevirən bir bitki hazırladı və uğurla sınaqdan keçirdi. Adi benzinlə qarışan yanacaq iki vuruşlu daxili yanma mühərrikində sınaqdan keçirildi. Yeni inkişaf yosunların bütün biokütləsini qurutmadan dərhal emal etməyə imkan verir. Daha əvvəl yosunlardan bio-benzin almaq cəhdləri, enerji istehlakında yaranan yanacağın enerji səmərəliliyindən üstün olan qurutma mərhələsini təmin etdi. İndi bu problem həll olunur. Sürətlə böyüyən mikrodalğalar prosesi, günəş işığı və karbon qazının enerjisini adi torpaq bitkilərinə nisbətən biomassaya və oksigenə daha çox məhsuldar edir, buna görə onlardan bioyanacaq almaq çox perspektivlidir.
Metan
Metan sözdə sintetik təbii qazın bütün növ çirklərindən təmizləndikdən sonra kömür və ya ağac kimi karbon tərkibli bərk yanacaqdan təmizlənir. Bu ekzotermik proses katalizatorun iştirakı ilə 300 ilə 450 ° C temperaturda və 1-5 bar təzyiqində baş verir. Dünyada artıq ağac tullantılarından metan istehsalı üçün bir neçə istismara verilmiş zavod var.
Tənqid
Bioyanacaq sənayesinin inkişafını tənqid edənlər deyir ki, bioyanacaqa artan tələbat fermerləri ərzaq bitkiləri sahələrini azaltmağa və onları yanacaq bitkiləri lehinə paylamağa məcbur edir. Məsələn, yem qarğıdalısından etanol istehsalında, mal-qara və quş əti üçün yem istehsal etmək üçün bard istifadə olunur. Soya və ya kolza növündən biyodizel istehsalında, heyvan yemi istehsalı üçün tort istifadə olunur. Yəni bioyanacaq istehsalı kənd təsərrüfatı xammalının emalında başqa bir mərhələ yaradır.
- Minnesota Universitetinin iqtisadçılarına görə, bioyanacaq yanacağı nəticəsində 2025-ci ilə qədər planetdə ac insanların sayı artacaq və 1,2 milyard nəfərə çatacaq.
- Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Qida və Kənd Təsərrüfatı Təşkilatı (FAO) 2005-ci il tarixli hesabatında qeyd edir ki, artan bioyanacaq istehlakı kənd təsərrüfatına və meşə təsərrüfatlarında fəaliyyətin şaxələndirilməsinə və ərzaq təhlükəsizliyinin yaxşılaşdırılmasına, iqtisadi inkişafa töhfə verə bilər. Bioyanacaq istehsalı inkişaf etməkdə olan ölkələrdə yeni iş yerləri açacaq və inkişaf etməkdə olan ölkələrin neft idxalından asılılığını azaldacaqdır. Bundan əlavə, bioyanacaq istehsalı hazırda istifadə olunmayan ərazilərin cəlb olunmasına imkan verəcəkdir. Məsələn, Mozambikdə 63,5 milyon hektar potensial uyğun ərazinin 4,3 milyon hektarında kənd təsərrüfatı aparılır.
- 2007-ci ilə qədər ABŞ-da etanol istehsal edən 110 distillə qurğusu fəaliyyət göstərirdi və daha 73-ü tikilməkdədir 2008-ci ilin sonuna ABŞ-ın etanol istehsal gücü ildə 11,4 milyard gallon-a çatdı. 2008-ci ildə xalqa müraciətində Corc W. Buş, bioetanol istehsalını 2017-ci ilə qədər 35 milyard gallon səviyyəsinə qaldırmağa çağırdı.
- Baş Komandanın Düşüncələrində (03/28/2007), Fidel Castro Rus ABŞ-ın Prezidenti George W. Buşu tənqid etdi, o, "Amerikanın ən böyük avtomobil istehsalçıları ilə görüşdükdən sonra yeməkdən yanacaq istehsal etmək diabolik düşüncəsini ifadə etdi ... İmperatorun başçısı ABŞ-ın qarğıdalı istifadə etdiyini bildirdi. bir xammal olaraq onlar artıq dünyanın ilk etanol istehsalçısına çevrildilər "deyə Castro yazdı. Sonra rəqəmlərə və faktlara əsaslanaraq göstərdi ki, belə bir yanaşma, əhalisi çox vaxt ac olan üçüncü dünya ölkələrində ərzaq təchizatı problemlərini daha da ağırlaşdıracaqdır.
- İndoneziya və Malayziyada xurma plantasiyaları yaratmaq üçün yağış meşələrinin böyük bir hissəsi kəsildi. Eyni şey Borneo və Sumatra da yaşandı. Buna səbəb biodizel istehsalı üçün yarış idi - dizel yanacağına alternativ olaraq yanacaq (kolza yağı təmiz formada yanacaq kimi istifadə edilə bilər). Aşağı qiymət və aşağı enerji istehlakı - yarı texniki yağlı bitkilərdən alternativ yanacaq istehsalı üçün lazım olan şey.
Ölçəkləmə variantları
Bioenerji tez-tez potensial geniş miqyaslı bir karbon-neytral qalıq yanacaq əvəzedicisi olaraq görülür. Məsələn, Beynəlxalq Enerji Agentliyi bioenerjini 2050-ci ilə qədər 20% -dən çox ilkin enerjinin potensial mənbəyi hesab edir. UNFCCC Katibliyinin hesabatında bioenerji potensialının ildə 800 ekzoul (EJ / il) səviyyəsində olduğu, cari qlobal enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə üstələməsi qiymətləndirilir. Hazırda bəşəriyyət hər il təxminən 12 milyard ton bitki biokütlə istifadə edir (yerüstü ekosistemlər üçün mövcud olan biokütləni 23,8% azaldır), kimyəvi enerjisi cəmi 230 EJ-dir. 2015-ci ildə ümumi enerji tərkibi 60 EJ olan bioyanacaq istehsal edilmişdir ki, bu da ilkin enerji tələbatının 10% -ni təşkil edir. Mövcud kənd təsərrüfatı və meşəçilik təcrübələri planetdəki ümumi biokütlə istehsalını artırmır, onu yalnız təbii ekosistemlərdən insan ehtiyaclarına uyğun olaraq yenidən paylayır. Bioyanacaqla əlaqədar enerjiyə olan tələbatın 20-50% -nin ödənilməsi kənd təsərrüfatı torpaqlarında alınan biokütlə miqdarının 2-3 dəfə artması demək olardı. Bununla yanaşı, böyüməkdə olan bir əhalini qida ilə təmin etmək lazımdır. Bununla yanaşı, kənd təsərrüfatı istehsalının hazırkı səviyyəsi yer səthinin 75% -ni çöllər və buzlaqlardan azad edir, bu da ekosistemlərə həddindən artıq təzyiqə və CO-nin əhəmiyyətli dərəcədə tullantılarına səbəb olur.2 . Gələcəkdə çoxlu miqdarda əlavə biokütlə almaq imkanı çox problemlidir.
Bioenerjinin "Karbon neytrallığı"
Bioenerjinin "karbon neytrallığı" anlayışı geniş yayılmışdır, buna görə bitkilərdən enerji istehsalı CO əlavə edilməməsinə səbəb olmur2 atmosferə. Bu baxımdan elm adamları tərəfindən tənqid olunur, lakin Avropa Birliyinin rəsmi sənədlərində mövcuddur. Xüsusilə, 2020-ci ilə qədər bioenerjinin payını 20% -ə və nəqliyyatda bioyanacaqların payını 10% -ə çatdırmaq barədə direktivin əsasını qoyur. Bununla birlikdə, bu tezisdə şübhə yaradan böyüməkdə olan elmi dəlil var. Bioyanacaq istehsalı üçün böyüyən bitkilər, torpaqların atmosferdən təbii şəkildə karbon çıxara biləcək digər bitki örtüsündən çıxarılması və sərbəst buraxılması deməkdir. Bundan əlavə, bioyanacaq istehsal prosesinin bir çox mərhələsi də CO emissiyaları ilə nəticələnir.2. Avadanlıqların istismarı, daşınması, xammalın kimyəvi emalı, torpağın pozulması qaçılmaz olaraq CO emissiyaları ilə müşayiət olunur2 atmosferə. Bəzi hallarda son tarazlıq, qaz yanacaqlarını yandırdıqdan daha pis ola bilər. Bioenerji üçün başqa bir seçim, müxtəlif kənd təsərrüfatı tullantılarından, ağac emalı və s. Enerjinin alınmasıdır. Bu tullantıların təbii mühitdən çıxarılması deməkdir, burada təbii hadisələr zamanı tərkibində olan karbon, bir qayda olaraq, çürük zamanı torpağa keçə bilər. Bunun əvəzinə, yandırıldıqda atmosferə buraxılır.
Bioenerji texnologiyalarının həyat dövrünə əsaslanan inteqrasiya edilmiş qiymətləndirmələri, torpaq istifadəsində birbaşa və dolayı dəyişikliklərin nəzərə alınmaması, əlavə məhsulların (məsələn, heyvandarlıq yemi) əldə edilməsi, gübrə istehsalında azot oksidinin istixana rolu və digər amillərdən asılı olaraq geniş nəticələr verir. Farrell et al. (2006) görə, bitkilərdən bioyanacaq emissiyaları adi benzin tullantılarından 13% azdır. ABŞ-ın Ətraf Mühitin Mühafizəsi Agentliyinin apardığı bir araşdırma göstərir ki, 30 il müddətinə müvəqqəti bir "üfüq" ilə taxıl biyodizeli şərti yanacaqlarla müqayisədə edilən ehtimallardan asılı olaraq emissiyaların 26% azalmasına qədər 34% artımına qədər bir sıra təmin edir.
Karbon borcu
Elektrik enerjisi sənayesində biomassanın istifadəsi nəqliyyat bioyanacaqları üçün xarakterik olmayan karbon neytrallığı üçün başqa bir problem yaradır. Bir qayda olaraq, bu vəziyyətdə odun yandırmaqdan danışırıq. CO2 odun yandırmaqdan birbaşa yanma zamanı atmosferə daxil olur və atmosferdən çıxması on və yüz illər boyu yeni ağaclar böyüdükdə baş verir. Bu müddət geriliyi adətən "karbon borcu" adlanır, Avropa meşələri üçün iki yüz ilə çatır. Bununla əlaqədar olaraq, ağacın bioyanacaq kimi "karbon neytrallığı" qısa və orta müddətdə təmin edilə bilməz, eyni zamanda iqlim modelləşdirməsinin nəticələri tullantıların sürətlə azaldılmasının vacibliyini göstərir. Gübrə və digər sənaye kənd təsərrüfatı texnologiyasından istifadə edərək sürətlə böyüyən ağacların istifadəsi meşələrin təbii ekosistemlərə nisbətən daha az karbon olan bitkilərlə əvəz edilməsinə səbəb olur. Belə əkinlərin yaradılması biomüxtəlifliyin itirilməsinə, torpaqların tükənməsinə və taxıl monokulturalarının yayılmasının nəticələrinə bənzər digər ekoloji problemlərə səbəb olur.
Ekosistem təsirləri
Jurnalda nəşr olunan bir araşdırmaya görə ElmCO emissiya ittihamlarını təqdim etmək2 qaz yanacaqlarından, bioyanacaq emissiyalarına məhəl qoymadan, 2065-ci ilə qədər qalan bütün təbii meşələri, çəmənlikləri və digər ekosistemlərin əksəriyyətini bioyanacaq əkinlərinə çevirəcək biomassaya tələbatın artmasına səbəb olacaqdır. Artıq bioyanacaq üçün meşələr məhv edilir. Qranullara artan tələbat, beynəlxalq ticarətin (ilk növbədə Avropaya tədarükü ilə) genişlənməsinə səbəb olur, dünyada meşələri təhdid edir. Məsələn, İngilis elektrik istehsalçısı Drax, 4 GW gücünün yarısını bioyanacaqdan almağı planlaşdırır. Bu, İngiltərənin özündə yığılmış məhsuldan iki dəfə çox olmaqla ildə 20 milyon ton odun idxalına ehtiyac deməkdir.
Bioyanacaq Enerji Səmərəliliyi
Bioyanacaqların əsas enerji mənbəyi kimi xidmət etmə qabiliyyəti onun enerji rentabelliyindən, yəni alınan faydalı enerjinin sərf olunan ilə nisbətindən asılıdır. Taxıl etanolunun enerji balansı Farrell et al. (2006) ilə müzakirə olunur. Müəlliflər bu tip yanacaqdan hasil olunan enerjinin onun istehsalı üçün enerji istehlakından xeyli yüksək olduğu qənaətinə gəlirlər. Digər tərəfdən Pimentel və Patrek enerji istehlakının bərpa olunan enerjidən 29% daha çox olduğunu iddia edirlər. Uyğunsuzluq əsasən nikbin qiymətləndirməyə görə heyvandarlıq yemi kimi istifadə edilə bilən və soya istehsalına olan ehtiyacı azaldan əlavə məhsulların rolunun qiymətləndirilməsi ilə əlaqədardır.
Qida təhlükəsizliyinə təsir
İllərlə səy və əhəmiyyətli bir sərmayəyə baxmayaraq, yosunlardan yanacaq istehsalının laboratoriyadan kənarda aparıla bilmədiyi üçün, bioyanacaqların əkin sahələrinin çıxarılması tələb olunur. IEA-nın 2007-ci il üçün məlumatlarına görə, ildə 1 EJ nəqliyyat bioyanacaq enerjisi istehsal etmək üçün 14 milyon hektar kənd təsərrüfatı ərazisi tələb olunur, yəni nəqliyyat yanacağının 1% -i kənd təsərrüfatı sahələrinin 1% -ni tələb edir.
Dağılım
Worldwatch İnstitutu tərəfindən qiymətləndirilir 2007-ci ildə dünyada 54 milyard litr bioyanacaq istehsal edilmişdir ki, bu da qlobal maye yanacaq istehlakının 1,5% -ni təşkil edir. Etanol istehsalı 46 milyard litr təşkil edib. ABŞ və Braziliya qlobal etanolun 95% istehsal edir.
2010-cu ildə dünya miqyasında maye yanacaq istehsalı 105 milyard litrə çatdı ki, bu da nəqliyyat nəqliyyatında qlobal yanacaq istehlakının 2,7% -ni təşkil edir. 2010-cu ildə 86 milyard litr etanol və 19 milyard litr biodizel istehsal edildi. Qlobal etanol istehsalında ABŞ və Braziliyanın payı 90% -ə düşdü.
ABŞ-da taxılın üçdə bir hissəsindən çoxu, Avropadakı kolza növünün yarıdan çoxu və Braziliyadakı şəkər qabının təxminən yarısı bioyanacaq istehsalına gedir (Bureau et al, 2010).
Avropadakı bioyanacaqlar
Avropa Komissiyası 2020-ci ilə qədər ən azı 10% nəqliyyat vasitəsində alternativ enerji mənbələrindən istifadə etməyi qarşısına məqsəd qoymuşdur. 2010-cu ilə qədər 5.75% müvəqqəti hədəf var.
2007-ci ilin Noyabr ayında, Bərpa Olunacaq Yanacaq Agentliyi Böyük Britaniyada bərpa olunan yanacaq tələblərinin tətbiqinə nəzarət etmək üçün yaradıldı. Komitə Ətraf Mühit Agentliyinin keçmiş icraçı direktoru Ed Gallaher tərəfindən idarə edildi.
2008-ci il ərzində bioyanacaqların həyat qabiliyyəti ilə bağlı mübahisə Gallagher-in başçılıq etdiyi bir komissiya tərəfindən problemin ikinci hərtərəfli araşdırılmasına səbəb oldu. Bioyanacaqların istifadəsinin qida istehsalına, yetişdirilən bitkilərin müxtəlifliyinə, ərzaq qiymətlərinə və kənd təsərrüfatı ərazilərinə dolayı təsiri araşdırıldı. Məruzədə bioyanacaqların gətirilməsinin dinamikasının ildə 0,5% azaldılması təklif edilmişdir. Beləliklə 5 faiz hədəfinə əvvəlcə təklif edildikdən üç il sonra 2013/2014-cü ildən əvvəl nail olmaq lazımdır. Bundan əlavə, sonrakı tətbiqetmə şirkətlərin ikinci nəsil yanacağa yönəlmiş ən son texnologiyaların tətbiqi üçün məcburi tələb ilə müşayiət olunmalıdır.
1 aprel 2011-ci ildən etibarən, 300-dən çox İsveç yanacaqdoldurma məntəqəsində yeni bir dizel mühərriki əldə edə bilərsiniz. İsveç dünyada İsveç şam yağı əsasında hazırlanmış eko-dizel ilə avtomobil doldurmaq mümkün olan ilk ölkə oldu. "Bu, meşələrin çox qiymətli komponentlərindən necə istifadə etməyimizə və" yaşıl qızıl "ın daha çox iş və daha yaxşı bir iqlim təmin edə biləcəyinə yaxşı bir nümunədir" - Kənd Təsərrüfatı naziri Eskil Erlandsson / Eskil Erlandsson.
8 mart 2013-cü ildə ilk kommersiya transatlantik bioyanacaq uçuşu başa çatdı. Uçuş KLM Boeing 777-200 tərəfindən Amsterdam - New York marşrutu ilə həyata keçirilib.
Finlandiyada odun yanacağı enerji istehlakının təxminən 25% -ni təmin edir və onun əsas mənbəyidir və payı daim artır.
Dünyadakı ən böyük istilik elektrik stansiyası hazırda Belçikada tikilməkdədir. Arı gücü gentağac fişlərində işləyəcək.Elektrik enerjisi 215 MVt, istilik qabiliyyəti isə 100 MVt 107 olacaqdır ki, bu da 450.000 ev təsərrüfatını elektrik enerjisi ilə təmin edəcəkdir.
Rusiyada bioyanacaq
Rosstat'a görə, 2010-cu ildə Rusiyanın bitki əsaslı yanacaq (saman, yağlı tort, taxta çipsi və ağac daxil olmaqla) ixracatı 2,7 milyon tondan çox olmuşdur. Rusiya Avropa bazarında yanacaq qranulları ixrac edən üç ölkədən biridir. İstehsal olunan bioyanacaqların yalnız 20% -i Rusiyada istehlak olunur.
Rusiyada potensial biogaz istehsalı ildə 72 milyard m³-ə qədərdir. Bioqazdan elektrik enerjisinin potensial istehsalı 151,200 GW, istilik 169,344 GW-dır.
2012-2013-cü illərdə Rusiyanın 27 bölgəsində 50-dən çox bioqaz elektrik stansiyasının istismara verilməsi planlaşdırılır. Hər stansiyanın quraşdırılmış gücü 350 kVt-dan 10 MVt-a qədər olacaqdır. Stansiyaların ümumi gücü 120 MVt-dan çox olacaq. Layihələrin ümumi dəyəri 58,5 ilə 75,8 milyard rubla qədərdir (qiymətləndirmə parametrlərindən asılı olaraq). Bu layihənin icrası GazEnergoStroy Corporation və BioGazEnergoStroy Corporation tərəfindən həyata keçirilir.
Tərk edilmiş torpaq və bioyanacaq istehsalı
Bir ümumi nöqtəyə görə, bioloji yanacağın istifadəsinin mənfi nəticələrini bunun üçün “tərk edilmiş” və ya “tərk edilmiş” torpaqlarda böyüdülən xammalın qarşısını almaq olar. Məsələn, İngiltərə Kral Cəmiyyəti öz hesabatında istehsalın "bioloji müxtəlifliyi az olan və ya tərk edilmiş torpaqlara" köçürülməsi üçün hazırlanan siyasi qərarlar tələb edir. Campbell et al 2008 tərəfindən edilən bir araşdırmada, tərk edilmiş torpaqların qlobal bioenerji potensialının 385-472 milyon hektardan istifadə edərək indiki ilkin enerji tələbatının 8% -dən az olduğu təxmin edilir. Bu torpaqların məhsuldarlığı hər hektara 4,3 ton səviyyəsində tanınır ki, bu da əvvəlki hesablamalardan (hər hektara 10 tonadək) çox aşağıdır. Bioloji yanacaq istehsalına yararlı olan "tərk edilmiş" əkin sahələrinin müəyyənləşdirilməsi metodologiyasına bir nümunə Field et al (2008) tədqiqatıdır ki, buna görə də 386 milyon hektar ərazi var. 1700-cü ildən bəri kənd təsərrüfatı bitkiləri yetişdirilən və peyk şəkillərinə görə, indi becərilməyən hər hansı bir torpaq, meşələr və ya yaşayış yerləri olmadıqda "tərk edilmiş" sayılır. Eyni zamanda, yerli sakinlərin bu torpaqları otlaq, yığım, bağçılıq və s. Üçün istifadəsini qiymətləndirməyə cəhd göstərilmir. Nəticədə, Goeran Berndes bioyanacaq istehsal potensialının on yeddi araşdırmasının müəllifi, “çox vaxt kənd əhalisinin əsasını təşkil edir. ” Bioyanacaq istehsalında yazan bir çox müəllif, “istifadə edilməmiş torpaqlar” anlayışını və Latın Amerikası, Afrika və Asiyadakı geniş otlaq sahələrini bu kateqoriyaya daxil etməklə daha da irəli gedir. Bu torpaqlarda intensiv əkinçiliyə keçidin indiki sakinləri üçün bir lütf olduğu və atalarının bir çox nəsillərinin təcrübələri ilə inkişaf etdirdikləri hazırkı həyat tərzinin bundan sonra da yaşamaq hüququ olmadığı güman edilir. Bu baxımdan ənənəvi həyat tərzi müdafiəçiləri tərəfindən bəşəriyyətin mədəni müxtəlifliyinə xələl gətirmə və yerli icmaların hüquqlarına hörmətsizlik kimi tənqid olunur. Ekoloji cəhətdən dayanıqlı bir həyat tərzini təmin edən ənənəvi bilik və təcrübələrin əhəmiyyətinə də toxunurlar. Təşkilatın Beynəlxalq Torpaqlar Koalisiyasının məlumatına görə, hazırda dünyada bütün torpaq sahələrinin 42% -i bioyanacaq istehsalı üçün edilir. Onun istehsalçıları qlobal cənubda yüz milyonlarla hektar ərazini yüzlərlə milyonlarla insanın bu torpaqlarda yaşadıqlarını və dolanışıq qazandıqlarını nəzərə almadan "tərk edilmiş" və "inkişaf üçün əlçatan" kimi təsnif edirlər. Biomüxtəlifliyin ziyanları da çox vaxt nəzərə alınmır. Tutulmalar bu torpaqların çox vaxt hüquqları yerli ənənəvi ideyalara söykənən və qanuni şəkildə rəsmiləşdirilməyən kənd icmalarına məxsus olması ilə asanlaşdırılır. Yerli sakinlər üçün iş yerlərinin açılmasının faydaları tətbiq olunan istehsal sxemlərinin kapital sıxlığı və yerli icmaların bu sxemlərə zəif inteqrasiyası səbəbindən çox vaxt əhəmiyyətsiz olur. Bundan əlavə, icarə qiyməti və əmək haqqının səviyyəsi əməliyyatlarda iştirak edən tərəflərin qüvvələrinin balansı ilə müəyyən edilir və üstünlüyü, bir qayda olaraq, transmilli aqrobiznes tərəfindədir. Colchester (2011), palma yağı istehsalında məcburi əməyin faktiki olaraq istifadə edildiyini göstərir. Bundan əlavə, yerli icmalara torpaq köçürülməsi üçün bir şərt kimi vəd edilmiş işlər, bir neçə ildən sonra çox vaxt aradan qaldırılır (Ravanera və Gorra 2011). Ümumiyyətlə, kənd sakinlərinin böyük aqrobiznesdən birtərəfli asılılığı vəziyyəti onlar üçün xoşagəlməzdir. Braziliyada miqrant fermerlərin "ev sahibi olmadan özləri üçün işləmək" istəyi Amazon meşələrinin məhv edilməsində əsas amil kimi qəbul edilir (dos Santos et al 2011).
Standartlar
1 yanvar 2009-cu ildə Rusiyada GOST R 52808-2007 “Qeyri-ənənəvi texnologiyalar. Enerji biowaste. Terminlər və təriflər. " Standartın tətbiqi ilə bağlı 424-cü nömrəli əmr 27 dekabr 2007-ci il tarixdə Rostekhregulirovanie tərəfindən təsdiq edilmişdir.
Standart, Moskva Dövlət Universitetinin Coğrafiya fakültəsinin Bərpa Olunan Enerji Mənbələri Laboratoriyası tərəfindən hazırlanmışdır. MV Lomonosov və maye və qaz yanacaqlarına vurğu edərək bioyanacaq sahəsində əsas anlayışların termin və təriflərini təyin edir.
Avropada 1 yanvar 2010-cu ildən etibarən EN-PLUS bioyanacaqları üçün vahid standart qüvvədədir.
Beynəlxalq nəzarət
Maraqlı bir fakt budur ki, Avropa Komissiyası iştirakçı ölkələri avtomobilləri ümumi yanacağın 10% -i miqdarında bioyanacaq yanacağına təhvil vermək niyyətindədir. Bu məqsədə çatmaq üçün Avropada avtomobil sahiblərini mühərriklərini yenidən təchiz etməyə həvəsləndirən, həmçinin bazara təqdim olunan bioyanacaqların keyfiyyətinə nəzarət edən xüsusi şuralar və komissiyalar yaradılıb və fəaliyyət göstərir.
Dünyadakı planetdəki bio-tarazlığı qorumaq üçün komissiyalar məhsul istehsalı üçün xammal olan bitkilərin sayının artmasını və onların bioyanacaq istehsal edildiyi bitkilərlə əvəz edilməməsini təmin edirlər. Bundan əlavə, bioyanacaq istehsal edən müəssisələr daim texnologiyasını təkmilləşdirməli və ikinci nəsil yanacaq istehsalına diqqət yetirməlidirlər.
Rusiyada və dünyada yanacaq reallıqları
Bu cür aktiv işlərin nəticələri çoxdan gözlənilmədi. Məsələn, əsrin ikinci onilliyinin əvvəlində, İsveçdə 300 yanacaqdoldurma məntəqəsi artıq fəaliyyət göstərirdi, burada ekoloji cəhətdən təmiz biodizel ilə bir tank doldurmaq olar. İsveçdə böyüyən məşhur şam ağaclarının yağından hazırlanmışdır.
2013-cü ilin yazında aviasiya yanacağı istehsalı texnologiyalarının inkişafında dönüş nöqtəsi olan bir hadisə baş verdi. Biofuel ilə doldurulmuş bir transatlantik təyyarə Amsterdamdan uçdu. Bu Boeing, Nyu-Yorka etibarlı şəkildə eniş etdi və bununla da ekoloji cəhətdən təmiz və ucuz yanacağın istifadəsinin əsasını qoydu.
Rusiya bu müddətdə çox maraqlı bir mövqe tutur. Biz müxtəlif növ bioyanacaq istehsalçılarıyıq, yanacaq qranullarının ixracatçılarının reytinqində üçüncü yeri tuturuq! Ancaq ölkəmiz içərisində bahalı növlərdən istifadə etməyə davam edərkən yanacağın 20% -dən az hissəsini istehlak edirik.
Rusiyanın 27 bölgəsi bioqazla işləyən elektrik stansiyalarının tikildiyi və işə salındığı eksperimental ərazilərə çevrildi. Bu layihə demək olar ki, 76 milyard rubla başa gəldi, lakin stansiyaların istismarından əldə olunan qənaət bu xərcləri dəfələrlə üstələyir.
Maarifləndirmə Mükafatı
Xüsusilə perspektivli olanlar, bərpa olunan xammalın bioyanacaq və elektrik enerjisinə emalı texnologiyaları, həmçinin biopolimer qablaşdırma istehsalı üçün həllərdir. Bu texnologiyaların tətbiqi onların təkrar emalına, yəni yeni bir məhsul dövriyyəsində təkrar emal etməyə imkan verir (xüsusən yanacaq hüceyrələrində və bioplastikdə substratlar).
Rusiyada bu texnologiyalardan istifadə potensialı çox böyükdür. Onların inkişafı və həyata keçirilməsi ortamüddətli perspektivdə ölkə iqtisadiyyatının enerji ehtiyatlarından, xarici məhsul və texnologiyalardan asılılığını azaltmağa və yeni bazarların yaranmasına səbəb olacaqdır.
Effektlər
Nəqliyyat sektorunun inkişafını stimullaşdırmaq, ətraf mühitin təmizliyini artırmaq və artan yanacaq ehtiyaclarını qarşılamaq.
Texniki və bostan əkin sahələri arasındakı rəqabətin şiddətini azaltmaq (fitoreaktorlarda mikroalğaların becərilməsi, vorteks üzən akvarium reaktorları, açıq su anbarları).
Mənfi sosial-iqtisadi şəraiti olan bölgələrin inkişafı və idxal olunan yanacaqlardan asılılığının azalması.
Mikro yosunlardan zülallar, antioksidanlar, qida rəngləri və digər faydalı məhsulların alınması.
Bazar qiymətləndirmələri
2030-cu ilə qədər qlobal bioyanacaq istehsalı illik ekoloji artım tempi 7-9% olmaqla 150 milyon tona qədər artacaq. Onun payı nəqliyyat sektoru tərəfindən istehlak edilən ümumi yanacağın 4-6% -ə çatacaqdır. Yosun bioyanacaqları ildə 70 milyard lirədən çox qaz yanacağını əvəz edə bilər. 2020-ci ilə qədər Rusiyada bioyanacaq bazarı 1,5 dəfədən çox böyüyə bilər - ildə 5 milyon ton. Trendin maksimal təzahürü üçün ehtimal olunan müddət: 2025–2035.
Sürücülər və maneələr
Ətraf mühitin çirklənmə dərəcəsini minimuma endirmək üçün inkişaf etmiş ölkələrin ekoloji siyasəti.
Biodizel qurğularının inşası, texnoloji proseslərin tənzimlənməsi üçün genişmiqyaslı investisiyalara ehtiyac.
Mikrodalğaların böyüməsinin səmərəliliyinin günəş işığının intensivliyindən asılılığı (açıq suda böyüdükdə).
Üzvi Tullantı Elektrik
Tullantıların utilizasiyası və emalı prosesləri praktik olaraq əhəmiyyətli məhsulların və hətta elektrik enerjisinin istehsalı ilə birləşdirilə bilər. Xüsusi cihazlardan - mikrob yanacaq hüceyrələrindən (MTE) istifadə etməklə bioqaz istehsalının və sonrakı elektrik enerjisinin emal mərhələlərini keçərək birbaşa tullantılardan elektrik enerjisi istehsal etmək mümkün oldu.
MTE-lər bioelektrik sistemdir. Onun fəaliyyətinin səmərəliliyi üzvi birləşmələri (tullantıları) parçalayan və elektronları eyni sistemə daxil edilmiş bir elektrik dövrə köçürən bakteriyaların metabolik fəaliyyətindən asılıdır. Belə bakteriyaların ən böyük səmərəliliyinə, üzvi maddələr olan çirkab su təmizləyici qurğuların texnoloji sxeminə daxil edilməsi, parçalanma enerjisini buraxması ilə əldə edilə bilər.
Artıq MTE-nin batareyaları doldurmaq üçün istifadəsinə imkan verən laboratoriya inkişafları mövcuddur. Texnoloji həllərin miqyası və optimallaşdırılması ilə kiçik müəssisələri elektrik enerjisi ilə təmin etmək mümkün olacaqdır. Məsələn, on minlərlə litrə qədər həcmdə işləyən yüksək səmərəli MTE-lər təmizləyici qurğulara muxtar elektrik verəcəkdir.
Struktur təhlili
Qlobal bioyanacaq bazarının quruluşunun proqnozu: 2022 (%)
Üzvi Tullantı Elektrik
Tullantıların utilizasiyası və emalı prosesləri praktik olaraq əhəmiyyətli məhsulların və hətta elektrik enerjisinin istehsalı ilə birləşdirilə bilər. Xüsusi cihazlardan - mikrob yanacaq hüceyrələrindən (MTE) istifadə etməklə bioqaz istehsalının və sonrakı elektrik enerjisinin emal mərhələlərini keçərək birbaşa tullantılardan elektrik enerjisi istehsal etmək mümkün oldu.
MTE-lər bioelektrik sistemdir. Onun fəaliyyətinin səmərəliliyi üzvi birləşmələri (tullantıları) parçalayan və elektronları eyni sistemə daxil edilmiş bir elektrik dövrə köçürən bakteriyaların metabolik fəaliyyətindən asılıdır. Belə bakteriyaların ən böyük səmərəliliyinə, üzvi maddələr olan çirkab su təmizləyici qurğuların texnoloji sxeminə daxil edilməsi, parçalanma enerjisini buraxması ilə əldə edilə bilər.
Artıq MTE-nin batareyaları doldurmaq üçün istifadəsinə imkan verən laboratoriya inkişafları mövcuddur. Texnoloji həllərin miqyası və optimallaşdırılması ilə kiçik müəssisələri elektrik enerjisi ilə təmin etmək mümkün olacaqdır. Məsələn, on minlərlə litrə qədər həcmdə işləyən yüksək səmərəli MTE-lər təmizləyici qurğulara muxtar elektrik verəcəkdir.
Effektlər
İstehsal proseslərinin və müəssisələrin səmərəliliyinin ekoloji təmizliyini yaxşılaşdırmaq, xarici elektrik mənbələrindən asılılığını azaltmaq, istehsal maya dəyərini və müalicə texnologiyalarını əldə etmək xərclərini azaltmaq.
Enerji çatışmazlığı olan bölgələrdə vəziyyətin yaxşılaşdırılması, MTE istifadə etməklə rəqabət qabiliyyətinin artırılması.
Qeyri-enerji tələb edən məqsədlər üçün (məsələn, kiçik təsərrüfatlarda) avtonom elektrik enerjisinin istehsalının mümkünlüyü.
Bazar qiymətləndirmələri
70% - biotexnologiya metodlarından istifadə edilərək emal ediləcək tullantıların payı Rusiyada 2012 ilə müqayisədə 2020-ci ilə qədər artacaqdır. Avropa Birliyində bioqazdan elektrik enerjisinin payı təxminən 8% olacaqdır. Trendin maksimal təzahürü üçün ehtimal olunan müddət: 2020–2030.
Sürücülər və maneələr
Üzvi tullantıların artması və elektrik enerjisinə tələbatın artması.
Çirkab su da daxil olmaqla müxtəlif enerji mənbələrində MTE kimi bioreaktorların işləmə bacarığı.
MTE-nin texnoloji proseslərə inteqrasiyası üçün tələb olunan kifayət qədər investisiya səviyyəsi, geri ödəmə müddəti.
Bioreaktorların tullantı saytlarına bağlanması ehtiyacı.
Hazırda işləyən MTE tipli bioreaktorların eksperimental sənaye nümunələrinin nisbətən aşağı səmərəliliyi.
Struktur təhlili
Növü üzrə mikrob elektrokimyəvi sistemlərin tədqiqi: 2012 (%)
Bioloji parçalanan polimer qablaşdırma
Sintetik polimerlərdən (torbalar, filmlər, qablar) hazırlanan qablaşdırmanın mövcudluğu ətraf mühitin çirklənməsi probleminin kəskinləşməsinə səbəb olur. Tez təkrar istifadə edilə bilən və istifadəsi rahat olan bioloji parçalanan polimerlərdən qablaşdırma materiallarına keçidlə həll edilə bilər.
Əksər inkişaf etmiş ölkələrdə qablaşdırma sənayesində ağır və uzun (bir neçə yüz ilədək) bioloji parçalanan sintetik polimerlərin yerdəyişməsi (2-3 aylıq təkrar emal dövrü ilə) müşahidə olunur. Təkcə Qərbi Avropada onların istehlakının illik həcmi təqribən 19 min tondur, Şimali Amerikada isə 16 min tondur. Eyni zamanda, bir sıra göstəricilərə görə, biopolimer qablaşdırma materialları ənənəvi sintetik materiallardan hələ də geri qalır.
Taxıl bitkilərinin və şəkər çuğundurunun bitki şəkərindən polilaktik turşuya əsaslanan biopolimer materialların istehsalı texnologiyaları yüksək istehlakçı xüsusiyyətlərinə malik olan qablaşdırmaya imkan verir: çevik və dayanıqlı, nəmə və aqressiv birləşmələrə davamlı, qoxulara qarşı davamlı, yüksək maneə xüsusiyyətlərinə malik və eyni zamanda səmərəli və tez parçalanır. . Texnologiyanın təkmilləşdirilməsi onların maddi və enerji intensivliyini azaltmaq məqsədi daşıyır.
Bioyanacaqların ikinci nəsli
İstehsalın mürəkkəbliyi ondan ibarətdir ki, kifayət qədər çox bitki materialı tələb olunur. Və onu böyütmək üçün, lazımi qaydada əkildiyi təqdirdə, qida bitkiləri yetişdirmək üçün istifadə edilməli olan torpaqlar lazımdır. Buna görə yeni texnologiyalar bioyanacaqların bütün bitkidən deyil, başqa bir istehsalın tullantılarından istehsalına yönəldilmişdir. Taxta çipsi, taxıl biçildikdən sonra saman, günəbaxan qabığı, yağlı yağ və meyvə tortu, hətta peyin və daha çox - ikinci nəsil bioyanacaq üçün xammal olur.
İkinci nəsil bioyanacaqların bariz nümunəsi "kanalizasiya" qazı, yəni karbon qazı və metandan ibarət bioqazdır.Beləliklə, bioqaz avtomobillərdə istifadə oluna bilər, karbon qazı ondan çıxarılır və nəticədə saf biometan qalır. Təxminən eyni şəkildə, bioetanol və biodizel bioloji kütlədən əldə edilir.
Biodizel necə hazırlanır
Biyodizel istehsal etmək üçün bitki yağının viskozitesini azaltmaq lazımdır. Bunu etmək üçün ondan qliserin çıxarılır və bunun əvəzinə yağa spirt daxil edilir. Bu proses suyun və müxtəlif çirklərin çıxarılması üçün bir neçə filtrasiya tələb edir. Prosesi sürətləndirmək üçün yağa bir katalizator əlavə olunur. Qarışıqa spirt də əlavə olunur. Metil eterini əldə etmək üçün yağa metanol əlavə edilir, etil efiri əldə etmək üçün etanol əlavə edilir. Bir turşu katalizator kimi istifadə olunur.
Bütün komponentlər qarışdırılır, sonra aşındırmaq üçün vaxt lazımdır. Tankın üst təbəqəsi biodizeldir. Orta qat sabundur. Alt qat qliserindir. Bütün təbəqələr sonrakı istehsalata keçir. Həm qliserin, həm də sabun xalq təsərrüfatında zəruri birləşmələrdir. Biodizel bir neçə təmizlənmədən keçir, süzülür, süzülür.
Bu istehsalın rəqəmləri olduqca maraqlıdır: 110 kq spirt və 12 kiloqram katalizatorla qarşılıqlı təsir göstərən bir ton yağ 1100 litr biodizel və 150 kq-dan çox qliserin ilə nəticələnir. Biodizel, gözəl bir təzə sıxılmış günəbaxan yağı, tünd qliserin kimi bir kəhrəba sarı rəngə malikdir və artıq 38 dərəcədə sərtləşir. Yaxşı bir biyodizeldə çirk, hissəcik və ya süspansiyon olmamalıdır. Biodizel istifadə edərkən davamlı keyfiyyətə nəzarət etmək üçün avtomobil yanacaq filtrlərini yoxlamaq lazımdır.
Bioetanol istehsalı
Şəkərlə zəngin olan xammalın mayalanması bioetanol istehsalının əsasını təşkil edir. Bu proses spirtli içki və ya müntəzəm moonshine almağa bənzəyir. Taxıl nişastası şəkərə çevrilir, ona maya əlavə edilir və püresi alınır. Saf etanol fermentasiya məhsullarını ayırmaqla əldə edilir, bu xüsusi sütunlarda olur. Bir neçə süzgəcdən sonra onlar qurudulur, yəni su çıxarılır.
Su çirkləri olmayan bioetanol adi benzinə əlavə edilə bilər. Bioetanolun ekoloji təmizliyi və ətraf mühitə minimal təsiri sənayedə yüksək qiymətləndirilir, əlavə olaraq əldə edilən bioyanacağın qiyməti də münasibdir.