Τύποι βιοκαυσίμων: σύγκριση των χαρακτηριστικών στερεών, υγρών και αερίων καυσίμων

Μια εναλλακτική λύση στους παραδοσιακούς ενεργειακούς πόρους είναι διάφοροι τύποι βιοκαυσίμων, η παραγωγή των οποίων χρησιμοποιεί φυτικές ή ζωικές πρώτες ύλες, βιομηχανικά απόβλητα και τα αποτελέσματα της ζωτικής δραστηριότητας των οργανισμών.

Προσφέρουμε να κατανοήσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης τέτοιου καυσίμου, να ανακαλύψουμε τα χαρακτηριστικά παραγωγής, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και επίσης να αξιολογήσουμε την αποτελεσματικότητα της χρήσης διαφορετικών τύπων βιολογικών καυσίμων. Οι πληροφορίες που παρέχονται θα σας βοηθήσουν να πλοηγηθείτε στην επιλογή εναλλακτικών πηγών ενεργειακών πόρων.

Τι είναι το βιοκαύσιμο

Η πιο πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση στον ενεργειακό τομέα είναι οι τεχνολογίες που περιλαμβάνουν τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι οποίες περιλαμβάνουν βιολογικά καύσιμα.

Το πιο κοινό είδος βιολογικού καυσίμου είναι τα συνηθισμένα καυσόξυλα. Το 38% του παγκόσμιου πληθυσμού τα χρησιμοποιεί για θέρμανση και μαγείρεμα

Ως πρώτη ύλη για την παραγωγή του, μπορείτε να πάρετε βιομάζα φυτικής/ζωικής προέλευσης, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών απορριμμάτων ή των ζωικών απορριμμάτων.

Η επεξεργασία τέτοιων ουσιών πραγματοποιείται με θερμοχημικές ή βιολογικές μεθόδους· στην τελευταία περίπτωση, το καύσιμο λαμβάνεται με τη χρήση διαφόρων τύπων μικροοργανισμών.

Το μερίδιο χρήσης βιολογικών καυσίμων αυξάνεται συνεχώς, γεγονός που συμβάλλει στη διατήρηση των ορυκτών πόρων υδρογονανθράκων (+)

Πολλές χώρες έχουν ειδικά προγράμματα για την επέκταση του μεριδίου των βιοκαυσίμων στην εθνική και περιφερειακή κατανάλωση ενέργειας. Ορισμένα κράτη έχουν επίσης υποχρεωτικά πρότυπα για τη χρήση αυτής της πηγής ενέργειας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των βιοκαυσίμων

Τα βιολογικά καύσιμα έχουν τις θετικές και τις αρνητικές τους πλευρές. Το ενδιαφέρον για τη χρήση αυτού του τύπου πρώτης ύλης προκαλείται από τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματά του.

Αυτά περιλαμβάνουν:

• Κόστος προϋπολογισμού. Αν και αυτή τη στιγμή οι τιμές για τα βιοκαύσιμα είναι σχεδόν ίδιες με το κόστος της βενζίνης, οι βιολογικές ουσίες θεωρούνται πιο κερδοφόρος τύπος καυσίμου επειδή παράγουν λιγότερες εκπομπές όταν καίγονται. Το βιοκαύσιμο είναι κατάλληλο για χρήση σε διάφορες συνθήκες και μπορεί να προσαρμοστεί σε κινητήρες διαφορετικών σχεδίων. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η βελτιστοποίηση της λειτουργίας του κινητήρα, ο οποίος παραμένει καθαρός περισσότερο λόγω της μικρής ποσότητας αιθάλης και καυσαερίων.
• Κινητικότητα. Το βιολογικό καύσιμο διαφέρει από άλλες εναλλακτικές πηγές ενέργειας ως προς τη φορητότητά του. Οι ηλιακές και αιολικές εγκαταστάσεις περιλαμβάνουν συνήθως βαριές μπαταρίες, επομένως χρησιμοποιούνται συχνότερα μόνιμα, ενώ τα βιοκαύσιμα μπορούν να μεταφερθούν από τη μια περιοχή στην άλλη χωρίς μεγάλη ταλαιπωρία.
• Ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Αν και οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα υπάρχοντα κοιτάσματα αργού πετρελαίου θα διαρκέσουν για τουλάχιστον αρκετές εκατοντάδες χρόνια, τα αποθέματα ορυκτών εξακολουθούν να είναι πεπερασμένα. Τα βιοκαύσιμα, που παράγονται από φυτικά και ζωικά απόβλητα, συγκαταλέγονται στους ανανεώσιμους πόρους που δεν κινδυνεύουν να εξαφανιστούν στο άμεσο μέλλον.
• Προστασία της Ατμόσφαιρας της Γης. Ένα σημαντικό μειονέκτημα των παραδοσιακών υδρογονανθράκων είναι το υψηλό ποσοστό CO₂, το οποίο απελευθερώνεται όταν καίγεται. Αυτό το αέριο δημιουργεί ένα φαινόμενο του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, δημιουργώντας τις συνθήκες για την υπερθέρμανση του πλανήτη. Όταν καίγονται βιολογικές ουσίες, η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα μειώνεται στο 65%. Επιπλέον, οι καλλιέργειες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή βιοκαυσίμων καταναλώνουν μονοξείδιο του άνθρακα, μειώνοντας το μερίδιό του στον αέρα.
• Οικονομική ασφάλεια. Τα αποθέματα υδρογονανθράκων κατανέμονται άνισα, επομένως ορισμένα κράτη αναγκάζονται να αγοράζουν πετρέλαιο ή φυσικό αέριο, ξοδεύοντας μεγάλα χρηματικά ποσά για την απόκτηση, τη μεταφορά και την αποθήκευση. Διάφοροι τύποι βιολογικών καυσίμων μπορούν να παραχθούν σχεδόν σε οποιαδήποτε χώρα. Δεδομένου ότι η παραγωγή και η μεταποίηση του θα απαιτήσει τη δημιουργία νέων επιχειρήσεων και, κατά συνέπεια, θέσεων εργασίας, αυτό θα ωφελήσει την εθνική οικονομία και θα έχει θετικό αντίκτυπο στην ευημερία των ανθρώπων.

Η βελτίωση της τεχνολογίας και η ανάπτυξη νέων μεθόδων μπορούν να ενισχύσουν τα θετικά αποτελέσματα των βιοκαυσίμων. Έτσι, η ανάπτυξη τεχνολογιών που χρησιμοποιούν πλαγκτόν και φύκια θα μειώσει σημαντικά την τιμή του.

Ταυτόχρονα, στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας, η παραγωγή βιοκαυσίμων συνδέεται με μια σειρά από δυσκολίες και ενοχλήσεις. Πρώτα απ 'όλα, αυτοί είναι φυσικοί περιορισμοί στην καλλιέργεια φυτών.

Για την ανάπτυξη των καλλιεργειών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιομάζας, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένοι παράγοντες, και συγκεκριμένα:

• Χρήση νερού. Τα γεωργικά φυτά καταναλώνουν πολύ νερό, το οποίο είναι περιορισμένος πόρος, ειδικά σε ξηρές περιοχές.
• Επεμβατικότητα. Οι καλλιέργειες που καλλιεργούνται για καύσιμα είναι συχνά επιθετικές.Καταπνίγουν την αυθεντική χλωρίδα, η οποία μπορεί να προκαλέσει υποβάθμιση της βιοποικιλότητας και του οικοσυστήματος της περιοχής.
• Λιπάσματα. Πολλά φυτά απαιτούν πρόσθετα θρεπτικά συστατικά για να αναπτυχθούν, τα οποία μπορούν να βλάψουν άλλες καλλιέργειες ή το συνολικό οικοσύστημα.
• Κλίμα. Ορισμένες κλιματικές ζώνες (για παράδειγμα, έρημος ή τούνδρα) δεν είναι κατάλληλες για την καλλιέργεια βιοκαυσίμων.

Η ενεργός καλλιέργεια γεωργικών φυτών συνδέεται επίσης με την εξάντληση των γεωργικών πόρων.Η μη συμμόρφωση με τους κανόνες της γεωργικής τεχνολογίας μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της περιεκτικότητας σε χρήσιμα συστατικά του εδάφους και, ως εκ τούτου, στην εξάντλησή τους, η οποία θα επιδεινώσει την πρόβλημα διατροφής.

Το οικοσύστημα έχει διαταραχθεί. Η παραγωγή βιομάζας συνήθως απαιτεί επέκταση των γεωργικών εκτάσεων.

Συχνά, για το σκοπό αυτό, η περιοχή εκκαθαρίζεται, γεγονός που οδηγεί στην καταστροφή του μικροοικοσυστήματος (για παράδειγμα, των δασών), στο θάνατο φυτών και ζώων.

Ήδη καλλιεργείται μεγάλος όγκος καλλιεργειών για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Περισσότερο από το 50% της ελαιοκράμβης που παράγεται στην Ευρώπη, περισσότερο από το ένα τρίτο των αμερικανικών σιτηρών και σχεδόν το ήμισυ του ζαχαροκάλαμου που καλλιεργείται στη Βραζιλία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιομάζας.

Προκύπτουν προβλήματα με την ανάπτυξη μονοκαλλιεργειών. Για να αποκτήσουν μεγαλύτερες αποδόσεις βιομάζας, οι παραγωγοί συχνά σπέρνουν γη με ένα συγκεκριμένο φυτό. Αυτή η πρακτική δεν είναι πολύ καλή για τη γεωργική γη, καθώς η μονοκαλλιέργεια οδηγεί σε περιβαλλοντικές αλλαγές.

Τα χωράφια που καταλαμβάνονται από ένα είδος φυτού συνήθως προσβάλλονται από ειδικούς τύπους παρασίτων.Μια προσπάθεια καταπολέμησής τους με τη βοήθεια εντομοκτόνων και φυτοφαρμάκων οδηγεί μόνο στην ανάπτυξη αντοχής σε αυτούς τους παράγοντες.

Για να αποφευχθούν τα προβλήματα που περιγράφονται παραπάνω, οι επιστήμονες συμβουλεύουν να μην παραμελείται η βιοποικιλότητα των καλλιεργειών συνδυάζοντας πολλά φυτά στα χωράφια, καθώς και να χρησιμοποιούν τοπικές ποικιλίες χλωρίδας.

Γενιές εναλλακτικών καυσίμων

Το ευρύ φάσμα των φυτικών πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για τη βιομάζα συνήθως χωρίζεται σε πολλές γενιές.

Πρώτη γενιά. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει γεωργικές καλλιέργειες που περιέχουν υψηλό ποσοστό αμύλου, σακχάρων και λιπών. Αυτά είναι τόσο δημοφιλή φυτά όπως το καλαμπόκι, τα ζαχαρότευτλα, η ελαιοκράμβη και η σόγια.

Επειδή η καλλιέργεια αυτών των καλλιεργειών βλάπτει το κλίμα και η απομάκρυνσή τους από την αγορά επηρεάζει τις τιμές των τροφίμων, οι επιστήμονες προσπαθούν να τις αντικαταστήσουν με άλλους τύπους βιομάζας.

Σχεδόν όλοι οι τύποι σύγχρονων υγρών καυσίμων (βιοντίζελ, αιθανόλη) παράγονται σήμερα από γεωργικές εγκαταστάσεις που ανήκουν στην πρώτη γενιά πρώτων υλών.

Δεύτερη γενιά. Η ομάδα βιομάζας περιλαμβάνει ξύλο, γρασίδι και αγροτικά απόβλητα (κοχύλια, φλοιοί). Η παραγωγή βιοκαυσίμων από τέτοιες πρώτες ύλες είναι δαπανηρή, αλλά επιτρέπει την επίλυση του ζητήματος της ανακύκλωσης μη τροφίμων με την ταυτόχρονη παραγωγή εύφλεκτων υλικών.

Χαρακτηριστικό των καλλιεργειών που περιλαμβάνονται σε αυτή την ποικιλία είναι η παρουσία λιγνίνης και κυτταρίνης σε αυτές. Χάρη σε αυτά, η βιομάζα μπορεί να καεί και να αεριοποιηθεί, καθώς και να υποβληθεί σε πυρόλυση για την παραγωγή υγρού καυσίμου.

Το κύριο μειονέκτημα της βιομάζας δεύτερης γενιάς θεωρείται ότι είναι η ανεπαρκής απόδοση ανά μονάδα επιφάνειας, και γι' αυτό πρέπει να διατεθούν σημαντικοί πόροι γης για τέτοιες καλλιέργειες.

Τρίτη γενιά. Η πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοκαυσίμων είναι τα φύκια, τα οποία καλλιεργούνται σε βιομηχανική κλίμακα, για παράδειγμα, σε ανοιχτές δεξαμενές.

Η πιο πολλά υποσχόμενη επιλογή θεωρείται ότι είναι τα βιοκαύσιμα που λαμβάνονται από μονοκύτταρα φύκια. Τέτοια φυτά παίρνουν γρήγορα βάρος και δεν χρειάζονται γόνιμη γη για να τα μεγαλώσουν.

Αυτή η πρακτική υπόσχεται πολλά, αλλά επί του παρόντος τέτοιες τεχνολογίες αναπτύσσονται μόνο. Οι επιστήμονες διεξάγουν επίσης έρευνα για τη δημιουργία τεχνικών που καθιστούν δυνατή την απόκτηση βιοκαυσίμων τέταρτης και ακόμη και πέμπτης γενιάς.

Τρεις τύποι βιοκαυσίμων

Ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης στην οποία βρίσκεται η ουσία, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι βιοκαυσίμων:

1. Στερεός: καυσόξυλα, τύρφη, ζωικά και αγροτικά απόβλητα.
2. Υγρό: βιοντίζελ, διμεθυλαιθέρας, βιοαιθανόλη, βιοβουτανόλη.
3. Αεριώδης: βιοαέριο, μεθάνιο, βιοϋδρογόνο.

Κάθε τύπος ουσίας έχει τις δικές του ιδιαιτερότητες, οι οποίες θα συζητηθούν παρακάτω.

Τύπος #1: σκληρός

Οι πιο δημοφιλείς στερεοί τύποι βιολογικών καυσίμων περιλαμβάνουν το ξύλο, την τύρφη και τα ζωικά απόβλητα.

Ξύλο (καυσόξυλα, τσιπς, πριονίδι)

Ένα αρχαίο είδος βιοκαυσίμου είναι τα γνωστά καυσόξυλα, τα οποία χρησιμοποιούνταν από παλιά για τη θέρμανση των σπιτιών και το μαγείρεμα των τροφίμων. Μέχρι τώρα, χρησιμοποιούνται ενεργά σε διάφορες χώρες για την παραγωγή θερμότητας/ηλεκτρισμού, ειδικότερα, ένας μεγάλος αυστριακός θερμοηλεκτρικός σταθμός ισχύος 66 μεγαβάτ λειτουργεί σε ξύλο.

Ταυτόχρονα, τέτοιες πρώτες ύλες έχουν μειονεκτήματα. Η ενεργειακή αξία των καυσόξυλων είναι σχετικά χαμηλή: όταν καίγεται, μέρος της ουσίας κατακάθεται με τη μορφή αιθάλης, γι' αυτό τα τζάκια και οι σόμπες πρέπει να καθαρίζονται τακτικά.Επιπλέον, χρειάζεται συγκεκριμένος χρόνος για την αναπλήρωση των αποθεμάτων ξύλου - νέα δέντρα θα αναπτυχθούν μόνο μετά από 15-20 χρόνια.

Μια εξαιρετική εναλλακτική λύση στα συμβατικά καυσόξυλα είναι τα πέλλετ (κόκκοι), για την παραγωγή των οποίων χρησιμοποιείται ξύλο κατώτερου επιπέδου: φλοιός, ροκανίδια, πατημένο πριονίδι, σκύλα.

Τα σφαιρίδια που λαμβάνονται από ξύλο, τύρφη και διάφορα απόβλητα έχουν διαφορετικά χρώματα. Τα ελαφριά χρησιμοποιούνται για τζάκια και σόμπες, ενώ τα σκούρα, με υψηλή περιεκτικότητα σε φλοιό, προορίζονται για λέβητες στερεών καυσίμων.

Για την παραγωγή σφαιριδίων καυσίμου, οι πρώτες ύλες αλέθονται σε σκόνη, η οποία στη συνέχεια ξηραίνεται και συμπιέζεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Χάρη στη λιγνίνη που περιέχει το ξύλο, σχηματίζεται μια κολλώδης μάζα, από την οποία σχηματίζονται μικροί κύλινδροι μήκους 5-70 mm και διαμέτρου 6-10 mm.

Μια σύγχρονη εναλλακτική στα παραδοσιακά καυσόξυλα είναι οι μπρικέτες καυσίμου τεσσάρων, έξι ή οκταγωνικών. Αυτό το φιλικό προς το περιβάλλον υλικό έχει υψηλή μεταφορά θερμότητας

Μπορείτε να ρυθμίσετε μόνοι σας την παραγωγή πέλλετ κάνοντας πιέστε για μπρικέτες καυσίμου.

Μεταξύ των δημοφιλών τύπων βιοκαυσίμων είναι τα ροκανίδια ξύλου, τα οποία συχνά χρησιμεύουν ως πηγή ενέργειας στους ευρωπαϊκούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Η παραγωγή αυτών των πρώτων υλών πραγματοποιείται σε χώρους υλοτομίας ή σε ειδικές γραμμές παραγωγής εξοπλισμένες με μηχανήματα τεμαχισμού.

Τύρφη σε βάλτο και δάσος

Είναι ένας κοινός τύπος βιοκαυσίμου που χρησιμοποιείται για οικιακούς και βιομηχανικούς σκοπούς εδώ και αιώνες. Η τύρφη είναι ένα στρώμα βρύου που δεν έχει αποσυντεθεί πλήρως σε συνθήκες βάλτου και εξορύσσεται σε πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο: Ρωσία, Λευκορωσία, Καναδάς, Σουηδία, Ινδονησία και άλλες.

Η τύρφη, που περιέχει 50-60% άνθρακα, θεωρείται ένα δημοφιλές υλικό που φέρει αέρια. Αυτή η πολύτιμη πρώτη ύλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο ως καύσιμο, αλλά και ως λίπασμα ή μονωτής θερμότητας.

Για τη διευκόλυνση της παραγωγικής διαδικασίας, η βιομάζα συνήθως υποβάλλεται σε επεξεργασία στο χώρο εξόρυξης. Η διαδικασία συνίσταται στον καθαρισμό (κοσκίνισμα) των πρώτων υλών από ξένα εγκλείσματα, που ακολουθείται από ξήρανση και χύτευση σε μπρικέτες ή κόκκους.

Καύσιμα από αγροτικά απόβλητα

Στη γεωργική παραγωγή, κατά κανόνα, συσσωρεύεται μεγάλος αριθμός διαφόρων φυτικών αποβλήτων: εξωτερικά κελύφη φυτών, κελύφη ξηρών καρπών, άχυρο.

Τέτοιες πρώτες ύλες μπορούν επίσης να συμπιεστούν και να κοκκοποιηθούν, παράγοντας σφαιρίδια καυσίμου, τα χαρακτηριστικά των οποίων ουσιαστικά δεν διαφέρουν από τα πέλλετ που παράγονται από βιομάζα ξύλου.

Βιοκαύσιμα ζωικής προέλευσης

Μαζί με τα καυσόξυλα, στην αρχαιότητα οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν καύσιμα ζωικής προέλευσης, δηλαδή κοπριά - αποξηραμένη κοπριά οικόσιτων ζώων. Οι σύγχρονες τεχνολογίες για την ξήρανση και την επεξεργασία τέτοιων πρώτων υλών καθιστούν δυνατή την απόκτηση στερεών ποικιλιών βιοκαυσίμων που στερούνται εντελώς δυσάρεστης οσμής.

Για πολύ καιρό, οι νομαδικοί λαοί χρησιμοποιούσαν ως καύσιμο αποξηραμένη κοπριά από άλογα, καμήλες και βοοειδή. Επί του παρόντος, τα βιοκαύσιμα παράγεται από οικιακά ζωικά απόβλητα με τη μορφή μπρικέτες ή πέλλετ

Δεδομένου ότι τα κτηνοτροφικά απόβλητα συσσωρεύονται σήμερα σε βιομηχανική κλίμακα, η παραγωγή καυσίμου από αυτά λύνει ταυτόχρονα το ζήτημα της διάθεσής τους.

Τύπος #2: υγρό

Τα υγρά βιοκαύσιμα, τα οποία είναι ασφαλή και φιλικά προς το περιβάλλον, χρησιμοποιούνται κυρίως ως υποκατάστατα της βενζίνης και άλλων παρόμοιων προϊόντων.Οι πιο συνηθισμένες επιλογές περιλαμβάνουν βιοαιθανόλη, βιομεθανόλη, βιοβουτανόλη, βιοντίζελ και διμεθυλαιθέρα.

Βιοαιθανόλη από φυτικές καλλιέργειες

Είναι ένα κοινό υγρό βιοκαύσιμο που χρησιμοποιείται για τα αυτοκίνητα. Αν και η καθαρή ουσία δεν χρησιμοποιείται ως καύσιμο, η προσθήκη της στη βενζίνη συμβάλλει στη βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα, στην αύξηση της ισχύος του, στον έλεγχο της θέρμανσης του κινητήρα και στη μείωση των εκπομπών καυσαερίων.

Πολλά πρατήρια καυσίμων στην Ευρώπη, την Ασία, τη Βόρεια και τη Νότια Αμερική προσφέρουν όχι μόνο παραδοσιακά καύσιμα, αλλά και διάφορους τύπους βιοκαυσίμων, κυρίως μείγματα που περιέχουν βιοαιθανόλη

Η βιοαιθανόλη εκτιμήθηκε επίσης από τους λάτρεις του τζακιού. Αυτή η ουσία έχει καλή μεταφορά θερμότητας· επιπλέον, όταν καίγεται, δεν σχηματίζεται αιθάλη ή καπνός και ελαχιστοποιείται η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται.

Χάρη σε αυτά τα χαρακτηριστικά, το καύσιμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την πυροδότηση εστιών σε πολυκατοικίες. Διαβάστε περισσότερα για τα βιοκαύσιμα για τζάκια στο αυτό το άρθρο.

Η βιοαιθανόλη παράγεται από πρώτες ύλες πρώτης γενιάς που περιέχουν άμυλο ή ζάχαρη. Τα δημητριακά, το καλαμπόκι, το ζαχαροκάλαμο και τα τεύτλα επεξεργάζονται χρησιμοποιώντας τεχνολογία ζύμωσης αλκοόλης.

Βιοβουτανόλη για ανεφοδιασμό αυτοκινήτων

Η βιοβουτανόλη είναι ένα βιολογικά προερχόμενο ανάλογο της βουτανόλης. Άχρωμο υγρό με χαρακτηριστική οσμή, χρησιμοποιείται ευρέως ως χημική πρώτη ύλη στη βιομηχανία και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο μεταφοράς.

Η ενεργειακή ένταση της βουτανόλης είναι κοντά σε αυτήν της βενζίνης, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μερική αντικατάσταση της τελευταίας στις κυψέλες καυσίμου. Σε αντίθεση με τη βιοαιθανόλη, η βιοβουτανόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανεξάρτητα, χωρίς την προσθήκη παραδοσιακών τύπων καυσίμων.

Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή αυτής της βιοουσίας είναι μια μεγάλη ποικιλία φυτών: παντζάρια, μανιόκα, σιτάρι, καλαμπόκι.

Διμεθυλαιθέρας (C₂H₆Ο)

Είναι επίσης ένα φιλικό προς το περιβάλλον καύσιμο. Όταν καίγεται, δεν υπάρχουν ενώσεις θείου στα καυσαέρια και η περιεκτικότητα σε ενώσεις αζώτου είναι 90% χαμηλότερη από ό,τι κατά την καύση βενζίνης.

Ο διμεθυλαιθέρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς ειδικά φίλτρα, αλλά πρέπει να γίνουν θεμελιώδεις αλλαγές στο σχεδιασμό του αυτοκινήτου (σύστημα ισχύος, ανάφλεξη κινητήρα).

Ο διμεθυλαιθέρας θεωρείται μια πολλά υποσχόμενη επιλογή για τα καύσιμα αυτοκινήτων. Αυτοκίνητα με κινητήρες σχεδιασμένους για αυτό το καύσιμο αναπτύσσονται από μεγάλες εταιρείες όπως η Volvo, SAIC Motor, KAMAZ, Nissan

Χωρίς καμία τροποποίηση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε καύσιμο συνδυασμού που περιέχει 30% διμεθυλαιθέρα σε αυτοκίνητα που είναι εξοπλισμένα με κινητήρες υγραερίου.

Το υγρό καύσιμο μπορεί να παραχθεί από διάφορες πρώτες ύλες: φυσικό αέριο, σκόνη άνθρακα, βιομάζα και, κυρίως, από υπολείμματα παραγωγής χαρτοπολτού και χαρτιού, τα οποία μετατρέπονται σε υγρό υπό χαμηλή πίεση.

Βιομεθανόλη από μονοκύτταρα φύκια

Αυτή η ουσία είναι ανάλογο της συνηθισμένης μεθανόλης, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή ορισμένων χημικών ενώσεων (οξικό οξύ, φορμαλδεΰδη) και χρησιμοποιείται επίσης ως αντιψυκτικό και διαλύτης.

Το θέμα της παραγωγής αυτού του τύπου βιοκαυσίμου τέθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1980, όταν μια ομάδα επιστημόνων πρότεινε την παραγωγή μιας υγρής ουσίας μέσω του βιοχημικού μετασχηματισμού του θαλάσσιου φυτοπλαγκτού, η οποία θα καλλιεργούνταν σε ειδικές δεξαμενές.

Η βιομεθανόλη έχει μια σειρά από πιθανά οφέλη:

• υψηλή ενεργειακή απόδοση — 14 για την παραγωγή μεθανίου, 7 για την παραγωγή μεθανόλης.
• εξαιρετική παραγωγικότητα φυτοπλαγκτού — έως 100 τόνους ανά εκτάριο ετησίως·
• μη απαιτητικοί μονοκύτταροι οργανισμοί, για την καλλιέργεια των οποίων δεν χρειάζονται γλυκό νερό και γόνιμα εδάφη.
• διατήρηση των γεωργικών πόρων, αφού το φυτοπλαγκτόν καλλιεργείται σε λίμνες ή θαλάσσιους κόλπους.

Αν και η βιομηχανική παραγωγή βιομεθανόλης δεν έχει ακόμη καθιερωθεί, επίμονη έρευνα και ανάπτυξη τεχνολογιών βρίσκεται σε εξέλιξη για την ανάπτυξη της παραγωγής αυτού του τύπου εναλλακτικού καυσίμου.

Το βιοντίζελ ως εναλλακτική λύση στα καύσιμα μεταφορών

Πρόκειται για ένα υγρό βιοκαύσιμο κινητήρα που αποτελείται από ένα μείγμα εστέρων λιπαρών οξέων. Η ουσία είναι ασφαλής για ανθρώπους και ζώα, αποσυντίθεται σχεδόν πλήρως στο έδαφος σε 28 ημέρες και έχει επίσης σχετικά υψηλό (<100) σημείο ανάφλεξης.

Το βιοντίζελ μειώνει το ποσοστό των επιβλαβών εκπομπών αερίων και επίσης παρατείνει τη διάρκεια ζωής του κινητήρα, καθώς περιέχει λιπαντικά συστατικά.

Το καύσιμο χρησιμοποιείται για τον ανεφοδιασμό κινητήρων αυτοκινήτων, τόσο ανεξάρτητα όσο και σε συνδυασμό με συμβατικό καύσιμο. Θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη μόνο η μικρή διάρκεια ζωής της βιολογικής ουσίας: μετά από τρεις μήνες, η βιολογική ουσία αρχίζει να αποσυντίθεται με πλήρη απώλεια ιδιοτήτων.

Για το βιοντίζελ, ένα ειδικό πρότυπο EN14214 έχει υιοθετηθεί στις χώρες της ΕΕ. Σε ορισμένες χώρες, ισχύει επίσης το πρότυπο EN590, το οποίο επιτρέπει την προσθήκη 5% βιοντίζελ σε άλλα καύσιμα.

Τύπος #3: αέριος

Οι κύριοι τύποι αέριων βιολογικών καυσίμων περιλαμβάνουν το βιοαέριο και το βιοϋδρογόνο.

Το βιοαέριο ως υποκατάστατο του φυσικού αερίου

Το βιοαέριο είναι ένα σχεδόν πλήρες ανάλογο του φυσικού αερίου: περιέχει 13-50% CO_2, 49-87% μεθάνιο, καθώς και προσμίξεις H₂ και Χ₂ΜΙΚΡΟ.Εάν αυτή η ουσία καθαριστεί από διοξείδιο του άνθρακα, μπορεί να ληφθεί βιομεθάνιο.

Το αέριο βιοκαύσιμο παράγεται από βιομάζα με ζύμωση υδρογόνου ή μεθανίου. Το τελευταίο προκαλείται από τρεις τύπους μικροοργανισμών: πρώτον, η πρώτη ύλη εκτίθεται σε υδρολυτικά βακτήρια, τα οποία στη συνέχεια αντικαθίστανται από μικρόβια που σχηματίζουν οξύ και σχηματίζουν μεθάνιο.

Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση βιομηχανικών και χειροτεχνικών συσκευών. Η πιο κοινή μέθοδος παραγωγής είναι η αερόβια χώνευση σε χωνευτήρια.

Μια ποικιλία υλικών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες: ενσίρωση, κοπριά, φύκια, λύματα, απορρίμματα, υπολείμματα κοπράνων, οικιακά απορρίμματα. Η αρχική ουσία φέρεται σε ομοιογενή κατάσταση, μετά την οποία τοποθετείται στον αντιδραστήρα χρησιμοποιώντας έναν φορτωτή.

Εκεί διατηρείται μια άνετη θερμοκρασία +35-38°C, απαραίτητη για τη διαδικασία της ζύμωσης μεθανίου.

Η πρώτη ύλη αναμειγνύεται συνεχώς, ενώ το αέριο προϊόν που προκύπτει απορρίπτεται σε μια θήκη αερίου (μονάδα αποθήκευσης), από όπου εισέρχεται στην ηλεκτρική γεννήτρια.

Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την απόκτηση βιοαερίου από κοπριά και τη δημιουργία μονάδας βιοαερίου γράφονται στα άρθρα:

1. Πώς να φτιάξετε βιοκαύσιμα με τα χέρια σας από κοπριά στο σπίτι
2. Φτιάξτο μόνος σου εγκατάσταση βιοαερίου για μια ιδιωτική κατοικία: συστάσεις για τη συσκευή και ένα παράδειγμα τακτοποίησης ενός σπιτικού προϊόντος

Βιοϋδρογόνο που λαμβάνεται με χημική μέθοδο

Ένας τύπος αερίου βιοκαυσίμου, το οποίο είναι ανάλογο του συμβατικού υδρογόνου, λαμβάνεται από βιομάζα χρησιμοποιώντας βιοχημικές ή θερμοχημικές μεθόδους.

Στη θερμοχημική μέθοδο, οι παρασκευασμένες πρώτες ύλες (για παράδειγμα, απορρίμματα ξύλου) θερμαίνονται σε θερμοκρασία 500–800°C χωρίς οξυγόνο, το οποίο απελευθερώνει αέρια Η₂,ΚΟ,Χ₄.

Μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος για την παραγωγή βιοϋδρογόνου είναι η βιοφθόλυση. Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο παράγεται χρησιμοποιώντας φύκια, τα οποία τοποθετούνται στο θαλασσινό νερό, τα λύματα

Με τη βιοχημική μέθοδο, οι πρώτες ύλες διατηρούνται σε άνετες συνθήκες σε κανονική πίεση και θερμοκρασία περίπου 30°C.

Ειδικοί μικροοργανισμοί Enterobacter cloacae και Rodobacter speriodes εισάγονται στη βιομάζα, οι οποίοι αποσυνθέτουν το αρχικό προϊόν, απελευθερώνοντας υδρογόνο. Για να επιταχυνθεί η παραγωγή χρησιμοποιώντας πολυσακχαρίτες, μπορούν να προστεθούν ένζυμα.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Στο παρακάτω βίντεο μπορείτε να δείτε τη διαδικασία παρασκευής ενός δημοφιλούς τύπου βιοκαυσίμου - μπρικέτες ξύλου:

Οι τύποι βιολογικών καυσίμων διαφέρουν όχι μόνο ως προς την κατάσταση συσσώρευσής τους, αλλά και ως προς τα χαρακτηριστικά τους. Κατά την επιλογή τέτοιων υλικών, είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η προβλεπόμενη χρήση, η αποτελεσματικότητα, οι λειτουργικές ιδιότητες και το κόστος τους.

Έχετε εμπειρία χρήσης εναλλακτικών καυσίμων; Ή θέλετε να κάνετε ερωτήσεις σχετικά με τα βιοκαύσιμα; Παρακαλώ σχολιάστε την ανάρτηση και συμμετάσχετε σε συζητήσεις. Το μπλοκ ανατροφοδότησης βρίσκεται παρακάτω.