Биотопливо

Вс, 07/06/2014 - 14:17

Завод по производству биоэтанола в Германии.
Мощность: 240 млн литров. Сырье: рожь, пшеница, ячмень

Биотопливная заправка в США. Цифры возле марки биотоплива (напр. В20) показывают процентное содержание этанола в обычном топливе. Проверки показали, что часто эти проценты не соответствуют нормам, что наносит вред двигателю

Все хорошие вещи в жизни приходят
не поодиночке, а вместе с другими вещами
Чарльз Лэмб

Вопрос смесевых технологий при производстве бензинов давно уже интересует технологов, экологов, энергетиков, автомобилистов и просто любителей всяческих новшеств и современных технологий. Несмотря на множество позитивных моментов, так же как и на наличие определенных недостатков, однозначности в выводах пока еще не присутствует, что оставляет обширные пространства для размышлений и убеждений, похвалы и критики.

Несмотря на это, в ООН считают, что развитие рынка экологически чистого топлива (в том числе и смесевого) является одной из первоочередных задач мирового сообщества. Многие мировые державы взяли курс на активное внедрение биотоплив в автомобилестроение. Так, соответственно стратегии развития Европейского Союза, к 2010 г. в Европе 5,75% потребности в топливе для двигателей внутреннего сгорания будут покрываться продукцией на биогенной основе; к 2017 году поставки биотоплив в США должны составить 100 млн. т; а в Бразилии долю биотоплив в суммарном потреблении топлив планируется поднять до 5% в 2013 г.

Но все это лишь голые цифры, оставляющие в тени понимание и анализ. Для объективного восприятия определенного процесса или явления стоит вначале разобраться с самой проблематикой, подковаться теоретически, понять причины, вызвавшие его появление, историю развития, превосходства и недостатки, реалии и перспективы. Таким образом, целью написания этой обзорной статьи была систематизация и структуризация накопленных знаний относительно темы смесевых биоэтаноловых бензинов. Выводы делайте сами, опираясь на прочтенные аргументы и свои внутренние убеждения.

Для начала более детально ознакомимся с основными действующими лицами:

Бензин (франц. benzine, от лат. benzoe — ароматический сок) — смесь углеводородов различного строения, которая получается в процессе переработки нефти и используется в качестве растворителя или горючего с низкими детонационными характеристиками.

Бензиновая фракция является самой легкой из жидких фракций нефти. Ее получают в ходе разных процессов возгонки нефти. Поэтому от фракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. К основным качественным показателям моторных бензинов можно отнести: испаряемость и смесеобразование; коррозионную активность; склонность к неуправляемому воспламенению (калильное зажигание); детонационная стойкость (октановое число); нейтральность по отношению к окружающей среде; нагарообразование и склонность к отложениям; химическую стабильность (индукционный период); токсичность и др. Улучшить некоторые из них (особенно октановое число и безопасность для человека и природы) стараются с помощью различных добавок, в том числе и биоэтанола.

Биоэтанол (от греч. βίος — жизнь и этанол) — по сути, обычный этиловый спирт, а приставка био- как бы подчеркивает его происхождение из растительной сырьевой базы и щадящее отношение к природе и человеку.

Смесевые бензины (моторные) — это бензины, для повышения октанового числа и экологической безопасности которых были использованы добавки биоэтанола.

Термин, примененный сотрудниками Украинского научно-исследовательского института нефтеперерабатывающей промышленности «МАСМА» при разработке ДСТУ 320.001.49943.015-2000 для марок А-80-Ек, А-92-Ек, А-95-Ек, А-98-Ек с добавками биоэтанола.

Сразу хочется отметить то, что любой бензин является в той или иной мере смесевым, ведь в его производстве так или иначе используются присадки (вещества, добавляемые в количествах 0,05-0,1% к топливам, минеральным и синтетическим маслам для улучшения их эксплуатационных свойств): различные антидетонаторы, антиокислители, ингибиторы коррозии и др. Так что, если Вы встретите человека, который будет с неистовством критиковать идею смесевого бензина в любом ее проявлении, можете смело усомниться в компетентности этих высказываний!

Детонацией называют такой характер горения, при котором воспламенение горючей смеси происходит в нескольких точках цилиндра или по всему объему сразу

Первый двигатель, работающий на этаноле и скипидаре, был изобретен и запатентован еще в далеком 1826 году Самуэлем Мори (1762-1843). С тех пор этанол начал постепенно завоевывать мировой рынок топлива. Хотя длительное время потребление классического нефтяного топлива в автотранспортных средствах занимало лидирующую позицию в связи с тем, что крупные нефтяные и автомобильные компании создали барьер на пути проникновения новой конкурентоспособной промышленности. Такое положение дел продолжалось до нефтяного кризиса начала 1970-х годов, который поспособствовал использованию этилового спирта в качестве добавки к бензину.

Одним из важных свойств бензина есть его октановое число (детонационная стойкость). Чем оно выше, тем лучше. Так, октановое число бензина после первичной перегонки нефти обычно не превышает 70. Именно повышением этого числа и заняты специалисты в области смесевых топливных технологий.

Кроме того, ужасающими темпами прогрессирует негативное влияние бензиновых выхлопов на экологию и здоровье человека, что также пытаются исправить с помощью внедрения биоэтанола. Так, на сегодняшний день автомобильный транспорт выделяет в воздух около 30% всех загрязнений, а в городах эта цифра доходит до 80%. Применение этанола в смеси с бензином помогает снизить выделение угарного газа, который в 20% случаев вызывает образование смога. Хотя в процессе эксплуатации подобных двигателей и происходит выделение CO2 в атмосферу, он в достаточной мере поглощается в процессе роста биомассы, что фактически дополняет углеродный цикл круговорота веществ в природе. Добавка 10% биотоплив к традиционным моторным топливам уменьшает содержание вредных веществ в выхлопах автомобилей на 30%.

Но тернистый путь модернизации бензина был не без проб и ошибок. «Первым скомканным блином» в поиске эффективных добавок к бензину стало применение соединений свинца: тетраэтилсвинца (ТЭС) или тетраметилсвинца (ТМС). Эти соединения увеличивают октановое число бензина, не влияя при этом на другие его свойства, в том числе на давление насыщенного пара. Но ТЭС оказался очень ядовитым химическим соединением, поскольку даже небольшие концентрации его паров могут привести к патологии и летальному исходу. Вследствие такой опасности уже в 60-х годах руководство США и Агентство по защите окружающей среды объявили о постепенном снижении содержания свинца в бензине. С 2000 года в странах — членах Европейского Союза бензины, содержащие свинец, не используются вообще.

Следующим этапом стало применение оксигенатов — полностью сгораемых кислородосодержащих добавок, к которым относятся некоторые эфиры и спирты. Эти добавки повышают октановые характеристики топлив, регулируют их испаряемость. При этом в бензине растет содержание кислорода, способствующего дожигу оксида углерода в диоксид. К ним относится и этанол.

Главным конкурентом биоэтанола был еще один оксигенат — метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), который превалировал на топливных рынках США. Так, в Штатах с целью улучшения экологической ситуации в мегаполисах и в штате Калифорния стал выпускаться специальный вид бензина (реформулированный бензин), содержащий добавки 5-15% МТБЭ. В период с 1992 г. по 2001 г. потребление МТБЭ в США возросло с 4,0 до 10,5 млн. т. Однако скоро выяснилась токсичность этого соединения, что не позволило ему длительно удерживать доминирующие позиции. Было обнаружено, что МТБЭ разлагается с выделением метанола, и его попадание в грунтовые воды может поставить под угрозу эффективное обеспечение населения водой. Вскоре противостояние биоэтанола и МТБЭ изменило свой вектор в кардинальном направлении: теперь на первый план безоговорочно вышел биоэтанол, что было утверждено законодательством США. По данным Ассоциации возобновляемого топлива, около 900 000 американских фермеров являются членами кооперативов по производству этанола.

Результатом таких реформ стал выпуск порядка 20 000 автомобилей, потребляющих бензин с примесью 85% этанола. На 2007 год около 3 миллионов таких автотранспортных средств находилось в эксплуатации. Многие известные автомобилестроители — такие, как «Ford», «General Motors» и «Daimler-Chrysler» — создают сотни тысяч автотранспортных средств, работающих как на обычном бензине, так и на бензине с примесью до 85% об. этанола. В этом же, 2007 году, производители или продавцы топлива, работающие в странах ЕС, обязаны были добавлять (blending-fuel) в бензины до 5% этанола (Директива 98/70/ЕС о качестве моторного топлива), что лишний раз подчеркивает актуальность и значимость данного направления в глазах мировой общественности.

Основными преимуществами биоэтанола перед конкурентами являются: высокая антидетонационная стойкость; улучшение процесса горения бензина (в связи с наличием кислорода в молекуле); полнота сгорания топлива и отсутствие токсичных и канцерогенных продуктов горения. Также облегчает его использование и простота получения этанола. Спирт научились делать из различного сырья с минимальными затратами.

Правда, существуют и незначительные недостатки спиртового топлива, в том числе: легколетучесть однородной жидкости; влияние на фракционный состав бензина; низкая теплота сгорания. Но это все мелочи по сравнению с его неоспоримыми достоинствами. Также следует упомянуть и о таком минусе, как гигроскопичность (довольно легкое смешивание с водой), благодаря которой смесь биоэтанола с бензином при наличии воды расслаивается. При правильном приготовлении и использовании смесевого топлива этот фактор также не доставит хлопот. Так, добавка стабилизаторов препятствует расслоению спиртосодержащего бензина до температуры -40 — -23°С. Хорошим и при этом дешевым стабилизатором являются сивушные масла, обеспечивающие гомогенность топлива при температуре выше -25°С.

Еще одним спорным моментом использования биоэтанолового топлива являются высказывания некоторых ученых относительно возможного негативного влияния продуктов горения смесевого бензина на парниковый эффект. Якобы при использовании этого топлива выбросы газов в атмосферу за следующие 30 лет удвоятся.

Другие материалы рубрики


  • ...В научном плане, связь между ростом концентрации углекислого газа в атмосфере и глобальным потеплением никак не доказана. Целый ряд видных ученых утверждает, что основной причиной потепления являются периодические колебания температуры Мирового океана. В его поверхностном слое растворено углекислого газа в 57-60 раз больше, чем в атмосфере. Если температура океана хотя бы немного поднимается, то в атмосферу, в процессе испарения воды, высвобождаются гигантские запасы углекислого газа. Суммарные объемы выделения и поглощения океаном углекислого газа в 5 раз превосходят его промышленные выбросы. Возможно, что потепление также связано с ослаблением магнитного поля Земли или повышением светимости стареющего Солнца.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...За последние полвека количество агрессинов (продукты жизнедеятельности, в основном продукты промышленного производства) возросло до невероятного количества и приняло абсурдный характер (на одного немца еще 15 лет назад приходилось около 10 тысяч вещей по данным статистики ФРГ). Да и сами продукты промышленного производства становятся все более не приемлемыми для планеты Земля. Большинство произведенных товаров являются ядами для окружающей среды. Особую роль в патологии играют города. Они (в настоящем виде) являются новообразованиями на теле планеты Земля (так же, как бородавки, папиломы и т.п. на коже человека). В последнее время эти новообразования перерождаются в злокачественные (по типу раковых опухолей). Количество городских бытовых отходов умопомрачительное. Световое загрязнение настолько значительно, что в населенных пунктах невозможно увидеть звездное небо. Шумовое загрязнение катастрофическое – 100% детей Киева к 10-ти годам подвержены той или иной патологии. Куда дальше?!

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Нефть является натурально невозобновляемым ресурсом. Истощение ресурсов нефти, рост цен на нее и другие разные причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив. Впрочем, нефть применяется, что очевидно, не только как энергоресурс, но и как сырье для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и прочего человеческого добра, без которого осовремененный человек не ведает цивилизованной жизнедеятельности. И все-таки бензин (и в меньшей мере — мазут) занимает умы власть предержащих не меньше, чем коллективный ум обыкновенного народа, и именно в качестве топлива. Вполне закономерно, что современный жизненный темп неизбежно диктует свои нечеловеческие правила. А именно: автомобили должны бить по бездорожью, а топливо должно поступать.
    Вот тут-то на арену и всплывают микроводоросли…

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Мы все заслуженно гордились достижениями советской космонавтики. СССР часто был первым в космосе. Первый ИСЗ. Первый полет человека в космос. Первые полеты в конце 1950-х гг. советских ракет к Луне.
    В 60-70-е гг. XX в. в Советском Союзе выполнены пионерские исследования Луны (вспомним знаменитые «Луноходы»), атмосферы и поверхности Венеры, включая мягкую посадку на эту отнюдь не гостеприимную планету. Только в Советском Союзе регулярно запускались орбитальные станции. Пожалуй, лишь одну битву СССР проиграл США — битву за Луну. Ее покорили американские астронавты.
    В течение полувека космонавтика прошла трудный, но славный путь. С помощью космических аппаратов земляне изучали все планеты Солнечной системы, их спутники, астероиды и кометы. Космические аппараты «Pioneer-10», «Voyager 1» и «Voyager 2» с посланиями землян стартовали около 30 лет тому назад. За это время они удалились от нашей планеты на расстояние, в несколько раз превышающее радиус Солнечной системы. И что удивительно — радиосвязь с посланниками человечества продолжается и поныне.
    Сегодня ни одна развитая страна мира не может обойтись без мобильной связи, телевидения, радиосвязи, средств наблюдения за опасными участками земной поверхности, космической навигации, космической разведки и т.п. И все это заслуги ИСЗ и космонавтики.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Здоровье человека – это самое дорогое, что у него есть. Хорошо бы чаще попадать в такие места, как Кисловодск, Пятигорск или Ессентуки. Эти места известны во всем мире, как водные курорты. И подлечиться «на воды» приезжали и приезжают со всех сторон света. Ежегодные поездки на курорт не всем доступны, но вот позаботится о том, чтобы не пить воду из-под крана, могут все.
    Цветы, которые поливают очищенной водой, престают цвести, а аквариумные рыбки буквально через 20 минут после того, как их поместили в емкость с такой водой, были обездвижены, а потом и вовсе всплыли кверху брюшком. Так что же мы покупаем, стараясь не употреблять воду, обогащенную хлором?



  • Люди быстро привыкают ко всему хорошему, что появляется в их жизни: автомобиль, телевизор, видеомагнитофон, компьютер с интернетом, мобильный телефон... Те, кому только что исполнилось 10-12 лет, не представляют себе, как можно жить без всего этого? А разве можно жить без воды? Ведь и о кислороде мы не думаем, пока нам легко дышится. А стоит лишиться его, как мы готовы отдать все, что у нас есть, за глоток чистого, свежего воздуха. Задумались? Вот теперь мы и поговорим о ВОДЕ.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Сегодня мы все озабочены экологией. Однако журнал «Нива» еще в 1902 г. писал о том, как эта проблема решается в Германии. Там мусор сжигали в специальных печах и перерабатывали в ценное сырье, идущее в дело. Сообщалось, что в «мусорной печи жар достигает 2000 градусов, так что все, что туда попадает, превращается в жидкую массу. Эта масса представляет собой мягкий, густой стекловидный шлак, которому придается любая форма и который применяется для различных целей. Этот пережженный мусор идет на стеклянные заводы, употребляется для кладки фундамента, облицовки стен, также из него делают вывески и т.д.» — то есть еще и приносит доход!


  • Первая категория воды – это доочищенная и искусственно минерализованная вода со скважин и городского водопровода. Результаты мониторинга качества природных поверхностных вод в местах водозабора свидетельствуют о том, что содержание вредных химических веществ в большинстве случаев превышает предельно допустимые концентрации (ПДК). Кроме того, ежегодно в мире появляются тысячи новых химических препаратов, содержание которых нормативной документацией не регламентируется. Поэтому, в воде из-под крана содержится около 2000 химических соединений, среди которых остатки лекарственных препаратов, гормонов, косметических средств, сельскохозяйственных удобрений, хлорорганических соединений. Даже в отфильтрованном виде такая вода будет содержать вредные для человека вещества.
    Высшая категория – это вода с артезианских и родниковых скважин, которая в отличие от первой категории отвечает более жёстким требованиям по ряду химических, органолептических и микробиологических показателей. Содержание токсических веществ в ней значительно ниже: хлороформ – меньше в 55 раз, свинец - в 2 раза, нефтепродукты - в 7 раз, нитриты – в 95 раз, нитраты - в 4 раза.



  • ...Моллюски, извлеченные со дна моря во время экспедиции к побережью США, подверглись, разумеется, самому пристальному исследованию. Их препарировали, затем из тканей раковины и мантии ученые выделили углерод, связав его в углекислый газ, и проанализировали с помощью масспектрометра. Высокое содержание изотопа углерода С12 позволило сделать вывод о том, что моллюски действительно питались за счет жидкостей, омывающих газогидратные месторождения.
    А вот найти этих самых моллюсков оказалось непросто: многочисленные пробы грунта со дна моря в тех местах, где — исходя из геофизических соображений — предполагались месторождения газогидратов, долгое время не давали положительного результата. Почему?

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Компания Керхер появилась на рынке ещё в 1935 году, но на тот момент её создатель Альфред Керхер решил выпускать под своим именем приборы и системы отопления.
    В 1950 году компания перешла к производству приборов, важных в повседневности. Это металлические печи-буржуйки, небольшие железные плитки на две комфорки и приборы сельскохозяйственного назначения.
    В дальнейшем, создав рынок аппаратов высокого давления, компания расширила производство, и на сегодняшний день предлагает на рынке пылесосы для влажной и сухой уборки, оконные пылесосы, полотёры, пароочистители, насосы для дома и орошения сада, автомобильные мойки, а также приборы для подготовки воды к использованию.