Более 10 лет назад начались первые продажи биодизеля. Биодизель оказался абсолютно новым видом экологически чистого топлива, которое подходит для широкого применения в дизельных двигателях. Главными особенностями биодизеля стали дешевизна производства, экологичность и универсальность применения, так как биотопливо можно использовать отдельно или свободно смешивать его с обычным дизельным топливом в любой пропорции.
Сегодня около 50 стран мира на законодательном уровне закрепили производство топлива биологического типа. Такие возобновляемые источники энергии из сельскохозяйственного сырья используются в США, Японии, Китае, странах Европы и многих других.
Главным плюсом стала возможность производить биодизель из возобновляемого источника, чего нельзя сказать о нефти. Биодизелем можно заправлять практически все типы дизельных ДВС независимо от особенностей конструкции силового агрегата.
На территории стран СНГ сегодня практически нет эффективно работающих программ, которые нацелены на активное развитие и расширение доли рынка биотоплива. Можно сказать, что инвестиции в биоиндустрию практически полностью отсутствуют на государственном уровне и крайне малы среди частных компаний.
Читайте в этой статье
К очевидным преимуществам биодизеля относят:
Биодизель имеет также определенные недостатки:
Действительно, биодизель агрессивно воздействует на резиновые элементы ДВС и другие детали, но степень этого воздействия несколько преувеличена. Своевременная замена и использование качественного моторного масла заметно снижает риск любых негативных последствий от использования биодизеля для мотора. При отрицательных температурах могут образоваться отложения в виде кристаллов воска, но и солярка требует перехода на зимнее или арктическое дизтопливо.
Известно, что биотопливо способно разрушать лакокрасочное покрытие кузова машины при попадании на него. Единственным способом защиты кузова становится незамедлительная и качественная мойка для удаления следов биодизеля с ЛКП автомобиля.
Что касается экологии, моторы на биодизеле выбрасывают на 4-5% меньше углекислого газа в атмосферу. Биодизельное топливо не полностью экологически чистый продукт, но сравнительно с привычным дизтопливом биодизель оказывается чище. Если сравнить обычную солярку и биодизель, тогда после сгорания биотоплива содержание окиси углерода в выхлопе до 10 % меньше, почти вдвое снижается показатель наличия сажи, а также в биодизеле намного меньше серы по сравнению с минеральным дизтопливом. В продуктах сгорания биодизеля только на 10 % больше окиси азота сравнительно с дизельным топливом, которое изготовлено из нефти.
Биотопливо незначительно изменяет характеристики мощности и расхода дизельных двигателей. Мощность дизельного мотора на биотопливе падает на 7–8 %, а расход такого горючего возрастает приблизительно на 800 грамм на одну сотню пройденных километров сравнительно с обычным дизельным горючим.
Читайте также
Ответить на вопрос, что такое биодизель, можно достаточно просто. Материалом для получения этого топлива выступают любые виды растительного масла или животные жиры. Подходит подсолнечное, соевое, рапсовое, арахисовое, льняное, пальмовое, кукурузное, конопляное, кунжутное и другие масла. Наибольшее распространение для изготовления биодизеля получил рапс. Рапсовое масло самое дешевое и доступное, что и привело к появлению так называемого рапсового биодизеля.
Биодизель, приготовленный из пальмового масла, позволяет обеспечить лучшую отдачу от мотора, но его показатель фильтруемости не подходит для стран, где отмечаются постоянные или сезонные низкие температуры.
Биодизель представляет собой метиловый эфир, который получают методом химической реакции. Биотопливо можно использовать в качестве основного горючего для ДВС, а также свободно смешивать биодизель и солярку. В основе процесса изготовления биодизеля лежит снижение показателя вязкости, который имеет растительное масло. Вязкость снижается разными способами. Само растительное масло является смесью эфиров, которые связаны с молекулой глицерина. Такая смесь еще называется триглицерид. Еще одним компонентом в составе выступает трехатомный спирт.
Если коротко, то в очищенное от механических примесей растительное масло просто добавляется метиловый спирт и щёлочь. Смесь нагревают приблизительно до 50 °С. Далее происходит отстаивание и охлаждение, в результате чего имеет место расслаивание на две фракции. Эти фракции делятся на легкую и тяжёлую. Лёгкая фракция — метиловый эфир, который и называется биодизелем. Тяжёлой фракцией становится глицерин. Наличие глицерина обеспечивает маслу вязкость и плотность. Для получения биодизеля глицерин нужно удалить. Более того, его замещают спиртом. Данный процесс получил название трансэтерификации.
Первичным сырьем может быть любой вид растительного масла, в том числе и отработанное. Для последнего необходима качественная фильтрация, которая позволит удалить из отработки ненужные примеси и воду. Удаление воды является очень важным этапом, так как в процессе производства биодизеля из масла с водой произойдет гидролиз триглицеридов. Итоговым результатом станет не биотопливо, а соли жирных кислот.
Биодизель изготавливают по следующей схеме:
Предварительный нагрев масла необходим для ускорения реакции. Добавляемый спирт может быть как метанолом, так и этанолом. Для первого случая результатом станет метиловый эфир, для второго-этиловый эфир. Дополнительным способом ускорения реакции может стать добавление кислоты. Полученная смесь тщательно перемешивается и затем некоторое время отстаивается.
Как уже было сказано, процесс отстаивания смеси приводит к расслаиванию. Верхним слоем становится биодизель-эфир, в середине появляется промежуточный мыльный слой, а глицерин выпадает в осадок в виде тяжелой фракции.
Биодизель отличается тем, что имеет медовый цвет, глицерин в осадке более темного цвета. Следует добавить, что полученный из отработанного масла глицерин имеет коричневый цвет и склонен к затвердеванию при температуре около 37 градусов. Глицерин, который получен из свежего масла, способен оставаться жидким при более низких температурных показателях. Такой глицерин используется в виде побочного продукта в результате изготовления биотоплива. Из него заранее выпаривают метанол путем нагрева почти до 70 градусов и далее используют по назначению.
Важным этапом в процессе получения биотоплива является отделение глицерина и мыльного слоя от эфира. Для этого полученный биодизель тщательно промывают многочисленными способами. Если поддерживать температуру на уровне 38 градусов, тогда глицерин в осадке не твердеет и остается жидким. В таком состоянии его легко удаляют методом подключения шланга к нижней части смесителя.
Промывка и фильтрация нужны для того, чтобы удалить остатки мыла, а также катализатора и других ненужных примесей. После промывки биодизель дополнительно осушают. Остатки воды удаляют путем добавления сульфата магния или других компонентов. Сам осушитель позже отфильтровывают.
Полученный биодизель оценивают визуально, методом проверки кислотно-щелочного pH баланса, а также другими способами. Визуально биотопливо должно иметь вид очищенного подсолнечного масла. В биодизеле недопустимы примеси, взвеси, частицы и любые замутнения. Мутный биодизель означает, что в нем присутствует вода. Такую воду выпаривают при помощи нагрева. Использование биодизеля требует повышенного внимания к работе топливной аппаратуры и тщательного контроля состояния топливных фильтров.
Если брать в расчет рапс, то с одного гектара этого растения добывают чуть более 1000 литров рапсового масла. Одна тонна растительного масла, 110 кг спирта и 12 кг катализатора позволяют получить на выходе около 970 кг биодизеля. Данное количество риблизительно равно 1100 литрам. Дополнительно получается еще около 150 кг глицерина.
Читайте также
Особенности дизельного топлива
Устройство и схема работы системы питания дизельного двигателя. Особенности топлива и его подачи , основные компоненты системы питания, турбодизельный ДВС.
Виды дизельного топлива
Классификация дизельного горючего по маркам: летняя, зимняя, арктическая солярка и биодизель. Особенности изготовления, свойства, присадки. Разница в цене.
Что такое дизельное топливо
Почему дизтопливо и солярка являются разными видами горючего. Сфера применения очищенного дизеля и солярки зависимо от типа дизельного двигателя.
Сезонность дизельного топлива
Летняя солярка и зимний дизель. Особенности заправки дизельного двигателя зимой для уверенного запуска при отрицательных температурах.
Плотность дизельного топлива
Что такое показатель плотности солярки, сезонные отличия. Почему плотность горючего влияет на расход и как самому измерить плотность дизельного топлива.krutimotor.ru
28 января 2003 года в Великобритании началась продажа нового вида топлива, которое состояло из тех же элементов, что и майонез. Приобрести экологически чистое топливо можно было в супермаркетах сети Sainsbury's.
Топливо экономично и дёшево в производстве и может использоваться для заправки всех автомобилей, вне зависимости от модификации и размера. Кроме того, использование биодизеля сокращает выброс углекислого газа в окружающую среду на 5 %.
Само по себе биодизельное топливо не является абсолютно экологически чистым, но по сравнению с обычным дизелем оно всё же чище. В продуктах сгорания биотоплива на 8–10 % меньше окиси углерода, почти на 50 % меньше сажи и значительно меньше серы (0,005 % против 0,2 % у обычного дизельного топлива). Продукты сгорания биотоплива содержат лишь на 10 % больше окиси азота по сравнению с нефтяным дизельным топливом.
Биодизель — это метиловый эфир, получаемый в результате химической реакции из любых растительных масел и животных жиров. Его можно использовать в обычных двигателях внутреннего сгорания как самостоятельно, так и в смеси с обычным дизтопливом. Биотопливо несколько меняет технико-эксплуатационные параметры работы дизельных двигателей. Мощность двигателя при работе в номинальном режиме с использованием биотоплива снижается на 6–8 %. Вместе с этим расход топлива повышается примерно на 5–8 %.
Для производства биодизеля используют различные растительные масла — подсолнечное, рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, хлопковое, льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, касторовое, конопляное, кунжутное, а также животные жиры. Но чаще всего топливо производят из рапса, как наиболее дешёвого среди растительных масел. С 1 гектара этого растения можно получить более 1000 литров масла.
Биодизель имеет ряд существенных преимуществ:
– он сгорает практически без токсических отходов; – при его использовании снижается выделение углекислого газа; – количество копоти уменьшается до 50 %; – обладает хорошими смазочными свойствами по сравнению с минеральным дизельным топливом; – не имеет неприятного запаха; – пролитое на землю топливо на 90 % разлагается микроорганизмами через 3 недели; – производство биодизеля легко организовать, например, на базе небольшого фермерского хозяйства.
При всех своих плюсах биодизель имеет и недостатки. Это топливо более агрессивно к деталям двигателя, особенно резиновым. При низких температурах могут образоваться отложения в виде кристаллов воска, что ведёт к закупорке деталей. Кроме этого, в холодное время года эффективность такого вида топлива снижается. Также биодизель может разлагать лакокрасочное покрытие кузова автомобиля. Поэтому в случае, если на кузов автомобиля попадёт такое горючее, машину нужно тщательно помыть, немедленно удалив следы биодизеля.
Сначала в очищенное от механических примесей масло добавляют метиловый спирт и щёлочь. Эту смесь нагревают до 50 °С. После отстаивания и охлаждения она расслаивается на две фракции: лёгкую и тяжёлую. Лёгкая фракция представляет собой метиловый эфир или биодизель; тяжёлая — глицерин.
В настоящее время уже 48 стран мира нормативно закрепили и активно развивают производство «чистой» энергии биологического типа. Активно используются возобновляемые источники энергии из сельхозсырья в США, Бразилии, Японии, Китае, Индии, Канаде, странах ЕС.
В России пока не существует единой государственной программы развития биодизельного топлива. Минсельхоз России разработал законопроект, согласно которому в России будут созданы условия для развития сектора биоиндустрии.
В ведомстве полагают, что потенциально в России можно ежегодно производить до 5,5 миллиона тонн рапсового масла:
– 0,5 миллиона тонн можно направлять для продовольственных нужд; – около 2 миллионов тонн поставлять на экспорт в виде метилэфира; – 2,5 миллиона тонн использовать внутри страны как биотопливо.
Согласно планам министерства, в 2020 году в России биотопливо должно увеличить свою долю на рынке с нуля до 8 % и составить 6–6,5 млн тонн. Препятствием на пути развития нового продукта может стать не решённый вопрос с акцизами, которыми в России облагается биоэтанол. Литр спирта в нашей стране облагается акцизом в размере 59 рублей, что пока лишает смысла инвестировать средства в производство такого вида топлива.
www.aif.ru
Биодизельное топливо уже достаточно давно у всех на слуху. Однако далеко не каждый человек может разъяснить, в чем же заключается разница между обычной соляркой и биодизелем, Данная статья развеет мифы и даст четкое представление о способах и этапах синтеза биодизельного топлива, а также о его недостатках и преимуществах.
В странах Запада идея производства топлива из возобновляемых ресурсов чрезвычайно популярна. В России биодизельное топливо остается экзотикой. И такое положение дел сохранится, скорее всего, до того момента, пока не истощатся запасы нефти. А это произойдет, по прогнозам ученых, не менее чем через сто лет.
Исходным сырьем для производства такого топлива могут служить очень многие сельскохозяйственные культуры. В зависимости от климатического пояса это может быть соя, семена кукурузы и подсолнечника, рапс. И это далеко неполный список. Некоторые умельцы умудряются наладить производство биодизельного топлива в домашних условиях из остатков подсолнечного масла.
Рапсовые культуры являются наиболее подходящими, так как они быстро растут и не прихотливы к погодным и другим условиям. Но в последнее время активно обсуждается возможность производства топлива из водорослей. По предварительным оценкам, такое сырье в недалеком будущем потеснит рапсовые культуры. Это обусловлено тем, что для выращивания водорослей нет необходимости занимать посевные площади. Кроме того, результат будет иметь и лучшие технико-экономические показатели.
Как и при организации любого технологического процесса, в самом начале осуществляется входной контроль поступающего исходного сырья. В данном случае осуществляется выборочная проверка зерен. По качеству семян судят о качестве всей партии поставки.
Следующий этап – получение масла. Для чего сырье отправляют на маслобойку. Жмыхи, полученные после выдавливания масел, не выбрасываются, используются для производства корма для скота.
Масла подвергается последующей обработке (так называемая этерификация). Она заключается в обогащении масла метиловыми эфирами. Общее содержание данных веществ по всему объему должно быть не менее 96 %.
Суть технологии довольно простая: необходимо добавить метанол и активатор химических процессов (любая щелочь). Источником метанола обычно служат древесные опилки. Однако можно и упростить задачу. Вместо того, чтобы выделять метанол, можно разбавить масло необходимым количеством изопропилового спирта или этанола.
Для протекания процессов этерификации необходимо нагреть масло до высоких температур. По времени это занимает обычно до двух часов. При этом необходимо постоянно наблюдать за процессом и не отвлекаться: даже незначительное повышение температуры может привести к воспламенению масла.
О завершении химической реакции свидетельствует получение глицеринового осадка на дне и образование двух слоев в емкости. Поэтому желательно, чтобы для этих процессов использовалась прозрачная емкость: в таком случае визуально можно безошибочно определить, когда процесс завершен, что избавит от необходимости последующих доработок и предотвратит получения брака.
Биотопливо обладает поистине удивительными свойствами. Так, обыкновенная поваренная соль в 10 раз более токсичная по сравнению с биодизелем.
Также следует отметить и чрезвычайно высокую температуру воспламенения биотоплива – 150 градусов против 50 градусов по Цельсию у обычного бензина. Данное обстоятельство делает биодизель значительно более безопасным при транспортировке и хранении.
При сжигании такого топлива не образуется неприятных запахов. Вместо привычной вони чувствуется приятный аромат заморских растений.
Применение биодизеля не ухудшает рабочих характеристик силового агрегата: мощность и крутящий момент не меняются. При этом еще и увеличивается срок полезной эксплуатации ДВС.
Подобное топливо допускается заливать в бак автомобиля. При этом оно ничуть не уступает традиционному дизелю, а по некоторым параметрам даже и превосходит таковой. Многие владельцы авто и тяжелой техники (грузовики, комбайны, спецтехника) не могут отважиться на такой шаг. Но по многочисленным свидетельствам водителей биодизельное топливо не причиняет вреда двигателю и не загрязняет систему впрыска.
Иногда биодизель смешивается в определенных пропорциях с традиционными видами топлива и заливается в бак транспортного средства. Подобный опыт еще недостаточно хорошо изучен. Но, судя по отзывам, такая методика также имеет право на жизнь.
Самое главное преимущество – использование в качестве исходного сырья возобновляемых ресурсов, что в перспективе может обеспечить энергетическую безопасность всего мира. Несмотря на бурный рост популярности транспортных средств на электрической тяге, двигатель внутреннего сгорания еще очень долго будет играть решающую роль в мировой экономике. Да вряд ли крупные океанские корабли даже в отдаленной перспективе смогут быть переведены на электрическую тягу. Потенциальными производителями биодизельного топлива в нашей стране являются фермерские хозяйства и колхозы. Ведь обеспеченность топливо данных субъектов – чрезвычайно острый вопрос в преддверии посевных кампаний. Если оснастить хозяйства необходимым технологическим оборудованием и предоставить специалистов, то они вполне могли бы выйти на самообеспечение топливом. Это мероприятие положительно сказалось бы на динамике роста цен. В результате этого комплекса мер существенно возрастет конкурентоспособность предприятия.
Немаловажной особенностью биодизельного топлива является то, что оно производится из растительного сырья. Причем взращивание этих культур не истощает землю, а положительно сказывается на ее плодородности. Так, для производства топлива могут использоваться арахисовое, рапсовое, горчичное, рапсовое, соевое и другие масла. Появляются сообщения о попытках производства биодизеля из животных жиров. Только вот пока не совсем понятно, насколько это экономически целесообразно.
Основным минусом биодизельного топлива является его высокая себестоимость. Пока цена на нефтепродукты явно более конкурентная по сравнению с этим инновационным продуктом. Еще один значительный недостаток – маленький срок годности готового к применению биотоплива: если в течение трех месяцев его не использовать по назначению, то топливо придет в негодность (разложится). И завершающий аккорд – необходимость изымать из оборота значительные посевные площади, пригодные для выращивания продовольственной продукции. В условиях дефицита продовольствия на планете это обстоятельство постепенно приобретает все большее значение.
Удивительно, но данный вид топлива абсолютно безвреден для природы и его попадание в окружающую среду не вызывает никаких негативных последствий для флоры и фауны. Этого не скажешь о нефти и нефтепродуктах. Общеизвестным является тот факт, что всего лишь один литр бензина или топлива загрязняет не менее миллиона литров воды в мировом океане и приводит к гибели множества живых организмов и микроорганизмов. Одним из важнейших свойств биодизельного топлива является его быстрый период распада: в течение одного месяца микроорганизмы уничтожат практически весь объем топлива. Таким образом, если перевести речной и морской виды транспорта на инновационное топливо, то вредные последствия аварий и утечек дизеля можно свести к минимуму.
Пониженное количество выбросов углекислого газа при сгорании – большой плюс биодизельного топлива. По заверениям научных сотрудников, которые занимаются данными вопросами, объемы выбросов CO2 при сжигании биодизеля не превышают объемов переработки углекислого газа теми растениями, которые послужили источником сырья для производства топлива на протяжении всего жизненного цикла.
И все же выбросы при сгорании топлива имеют место. Именно поэтому называть биодизель экологически чистым видом топлива не совсем корректно. Хотя некоторые полагают, что объемы выработки углекислого газа настолько малы, что ими можно пренебречь. Это утверждение весьма спорное.
Сера считается вредной примесью и служит основным источником загрязнения окружающей среды при сгорании. Исходное минеральное углеводородное сырье (нефть) для производства традиционных видов топлива содержит довольно много фосфора. Этот загрязнитель удаляется всеми доступными способами. Следует сказать, что современные технологии позволяют проводить очистку весьма эффективно. И все бы хорошо. Да вот только при снижении концентрации фосфора резко падают антифрикционные свойства вещества. В отличие от обычного топлива, биодизельное не нуждается в проведении очистки по фосфору, так как его там практически нет. Биодизель обладает очень хорошим антифрикционным воздействием при попадании на трущиеся поверхности в месте контакта.
Реальный случай, который попал в книгу рекордов Гиннеса: трак (грузовой магистральный автомобиль) проехал значительно более одного миллиона километров на биодизельном топливе с двигателем от производителя. Звучит просто фантастически, но это правда. Дело в том, что при использовании такого топлива последнее осуществляет еще и функцию сказки трущихся частей. Это приводит к тому, что износ изделий происходит значительно позже. Существенное увеличение полезного срока эксплуатации изделий – важное направление повышения эффективности экономической деятельности субъектов хозяйствования.
Важная (с точки зрения обеспечения безопасности при организации хранения запасов топлива) характеристика – температура вспышки. Если топливо воспламеняется при низкой температуре – это огромный минус. Плюс биодизельного топлива заключается в том, что значение температуры воспламенения - не менее 150 градусов. При работе с биодизелем не следует пренебрегать техникой безопасности и допускать халатность при исполнении обязанностей. Данный вид топлива, возможно, имеет чуть меньшую взрывоопасность по сравнению с бензином или соляркой, но все же представляет большую угрозу.
Биодизель – это очень перспективный вид топлива. В США и странах Запада оно активно используется на протяжении уже более чем двадцати лет, но в России ему уделяется мало внимания. Виной тому является высокая себестоимость изготовления биодизеля.
При сгорании биодизельное топливо практически не выделяет вредных веществ, что положительно сказывается на состоянии окружающей среды. Производство является безотходным, так как все что остается от растительных волокон после выжимки масел, отдается на корм животному скоту.
Медленно, но верно спрос на биодизель растет. Это привлекает инвесторов со всего мира. В ближайшей перспективе прогнозируется бурный рост показателей производства биотоплива.
fb.ru
Часть 1: Основные типы двигателей: бензиновый. Часть 2: Основные типы двигателей: дизельный. Часть 3: Основные типы двигателей: тяговый электродвигатель.
Одной из главных тенденций в конструировании современных автомобильных двигателей является улучшение их экологических характеристик. В этом плане одним из лучших вариантов является двигатель, работающий на биотопливе, наиболее популярным видом которого является биоэтанол.
Биоэтанол представляет собой этиловый спирт, который получают путем переработки растительного сырья. Основным источником для его производства становятся богатые крахмалом кормовые культуры.
Необходимо отметить, что на данный момент практически не идет речи о двигателе, который бы полностью работал на биоэтаноле. Это объясняется целым рядом объективных ограничений, для преодоления которых еще не найдено эффективных решений.
На сегодняшний день биотэанол применяется для заправки автомобилей, главным образом, в смеси с традиционными видами топлива – бензином и соляркой. Работать на таком топливе могут только транспортные средства с двигателем типа FFV (Flexible-fuel vehicle – гибкий выбор топлива).
Мотор типа FFV представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который имеет некоторые отличия от традиционных двигателей. Так, основными отличительными особенностями являются:
Сегодня автомобильное топливо с содержанием биоэтанола пользуется достаточно высокой популярностью в целом ряде стран. Лидерами здесь выступают США и Бразилия. В Бразилии сегодня практически невозможно купить бензин, в котором содержание биоэтанола было бы менее 20 %. Популярна данная технология и в ряде стран Европы, особенно в скандинавских странах.
Биоэтанол как топливо имеет как существенные преимущества, так и существенные недостатки. Основные плюсы биотоплива относятся, прежде всего, к экологическим показателям.
Биоэтанол – это нетоксичный вид топлива, который полностью растворяется в воде. При его сгорании не образуется опасных для окружающей среды и здоровья людей соединений. Добавление биоэтанола в бензин позволяет сократить количество вредных выбросов до 30 % и более. Кроме того, биоэтанол производится из натурального возобновляемого сырья. Зачастую он является побочным продуктом безотходного производства других видов продукции.
Кроме того, благодаря высокому октановому числу применение биоэтанола позволяет улучшить некоторые характеристики двигателя внутреннего сгорания. В том числе увеличивается его КПД.
Одним из основных недостатков биотоплива является его неустойчивость к низким температурам. На морозе он может расслаиваться с образованием пленки из парафинов на поверхности. Это обуславливает затрудненный пуск в зимний период. Для преодоления этого недостатка приходится оснащать автомобили подогревателем топлива или небольшим бензобаком, предназначенным специально для холодного пуска.
Еще один важный недостаток заключается в слабой теплотворной способности. При сгорании биоэтанола выделяется на 37-40 % меньше тепловой энергии, по сравнению с традиционными видами автомобильного топлива. Это ощутимо ограничивает мощностные характеристики двигателя.
Двигатели на биотопливе имеют существенные преимущества, но им есть куда развиваться.
cnev.ru
Понятие биодизель объединяет в себе целый ряд топливных эфиров, которые получены из пальмового или рапсового масла, соевых бобов и других масел растительного происхождения или животных жиров.
Впервые растительное масло в качестве топлива было использовано в 1895 году. Именно тогда знаменитый Рудольф Дизель разработал первый дизельный силовой агрегат, который работал на растительном масле. Он показал свое изобретение на парижской Всемирной выставке в 1900 году. В качестве топлива использовалось арахисовое масло.
Давайте рассмотрим преимущества биодизеля:
1. Прежде всего, биодизель является единственной альтернативой традиционному топливу. Его можно использовать во всех немодифицированных обычных дизельных моторах. При этом нет никаких различий в условиях хранения с обычным дизельным топливом.
2. Биодизель можно использовать как в чистом виде, так и в сочетании с любым количеством нефтяного дизельного горючего. Чаще всего топливо разбавляют в такой пропорции: 80% нефтяного дизеля и 20% биодизеля. В Европе для такого топлива используется обозначение “B20″.
3. Во время производства и использования биодизеля выбросы диоксида углерода сокращаются почти на 80 процентов, а диоксида серы – на 100 процентов. В процессе сгорания биодизельного горючего более чем на 90 процентов сокращается количество несгоревших углеводородов, а также на 75-90 процентов меньше выделяется ароматических углеводородов.
В зависимости от способа тестирования и от самого двигателя выбросы оксидов азота практически аналогичны тем, что и у минерального дизтоплива. Специалисты считают, что снижение мутагенности позволяет биодизельному топливу уменьшить риск развития рака на 90 процентов.
4. Биодизель состоит из 11 процентов кислорода и совершенно не содержит серы. Это топливо способно продлить жизнь дизельным силовым агрегатам, поскольку у него более эффективные по сравнению с нефтяным дизельным топливом смазывающие характеристики. Это никоим образом не идет во вред остальным характеристикам (крутящий момент, мощность, автовоспламенение и потребление).
5. Биодизельное топливо биологически чистое, поэтому оно безопасно для транспортировки и использования. Оно в 10 раз менее токсично по сравнению с поваренной солью, а его температура воспламенения очень высокая - примерно 150 градусов, в то время как нефтяное дизельное топливо воспламеняется при 55-ти градусах по Цельсию).
6. Производство биодизеля можно наладить из широкого выбора сырья. В частности, из различных возобновляемых масличных культур: рапс, кукуруза, соя и т.п.
7. Сегодня биодизель является проверенным топливом. История его эксплуатации в США и Европе началась более двадцати лет тому назад.
8. Во время сгорания биодизельное топливо не выделяет неприятный запах выхлопных газов. Вместо этого вы почувствуете аромат французского картофеля или попкорна.
Колодийчук Андрей, специально для ByCars.ru
bycars.ru
|
Нефть и продукты ее переработки стремительно дорожают. Чаще всего в качестве главной причины этого называют сложную политическую обстановку в районе Персидского залива. Однако не следует забывать, что нефть, уголь, природный газ - это невозобновляемые источники энергии. Разведанные запасы той же нефти небезграничны и спустя всего несколько десятков лет иссякнут. Поэтому ученые разных стран, особенно тех, где нет собственных запасов углеводородного сырья, ищут альтернативные источники автомобильного и иного вида топлива. Не один год мы слышим разговоры об электромобилях, получающих энергию солнечных лучей, а также о двигателях, работающих на водороде. Есть даже опытные образцы таких машин, но до серийного их выпуска дело пока не дошло. Много внимания уделяется возобновляемым источникам энергии, получаемым из растительного сырья. К ним относится биодизель - вид топлива, с успехом используемый на практике в ряде стран как альтернатива обыкновенной солярке. Несомненным лидером в этой области является Германия. Она производит 1300 тысяч тонн биодизеля в год. Во Франции выпускают около 780 тысяч тонн, в Польше - 230 тысяч тонн. Интерес к этому виду топлива проявили и в нашем отечестве. Как известно, на состоявшейся недавно в Германии выставке «Зеленая неделя» достигнута договоренность о строительстве немцами в Мостовском районе Краснодарского края завода по переработке маслосемян рапса, являющегося одним из основных источников получения биодизеля. |
Процесс производства биодизеля из масла несложен. В очищенное от механических примесей масло добавляют метиловый спирт и щелочь, которая служит катализатором реакции переэтерификации. Смесь нагревают до температуры 50о С. После отстоя и охлаждения жидкость расслаивается на две фракции - легкую и тяжелую. Легкая фракция представляет собой метиловый эфир, или биодизель, тяжелая - глицерин. По своему молекулярному составу биодизель весьма близок к дизельному топливу. Считается, что из тонны семян рапса можно получить 300 кг (30%) рапсового масла, а из этого количества масла производят около 270 кг биодизеля. Выход глицерина при этом составляет около 10%. Из него, в свою очередь, производят моющие средства, жидкое мыло и фосфорные удобрения.
Биодизель производят как в заводских условиях, так и на мобильных установках разной производительности. Например, есть установка, которая позволяет получать до 200 тонн биодизеля в месяц при односменной работе. При этом она потребляет 15 - 20 кВт.час электроэнергии и расходует 10 м3/час холодной воды. Установка занимает немного места: ее габариты составляют всего 10х2,5 м, высота 2,5 - 3 м. Сырьем для нее могут служить растительные и животные жиры, метанол и катализатор (кислоты или щелочь). Ориентировочная стоимость такой установки составляет около 150 - 160 тыс. долларов США. Себестоимость биодизеля, произведенного на мобильной установке, как правило, выше, чем на заводе. Но установка может располагаться в непосредственной близости от производителей рапса, а это реальная экономия на транспортных расходах. Кроме того, имея подобные установки, сельхозпроизводители могут свести к минимуму сезонные повышения цен на горючее. В одном из интервью агентству Интерфакс министр сельского хозяйства России А. В. Гордеев отметил, что в 2005 году за счет роста цен на горюче-смазочные материалы из сельского хозяйства было "вымыто" около 20 млрд. рублей. Вот почему все, кто связан с производством и торговлей нефтепродуктами, категорически возражают против использования биодизеля в качестве моторного топлива.
Каковы же преимущества биодизеля перед обычной соляркой? Биодизель - это прежде всего экологически чистый вид топлива. Он менее токсичен, чем обыкновенная поваренная соль, не имеет неприятного запаха. Водители, использовавшие этот вид топлива, говорят, что выхлопные газы имеют запах кухни, где жарят блины. Россия, как и многие промышленно развитые страны, подписала Киотское соглашение об ограничении выбросов углекислого газа в атмосферу для предотвращения парникового эффекта. Биодизель сгорает практически без токсических отходов (сера, свинец), количество копоти уменьшается до 50%, снижается выделение углекислоты. В этом плане он на порядок превосходит солярку. Пролитое на землю топливо через три недели на 90% разлагается микроорганизмами. В странах Евросоюза, где строго следят за чистотой окружающей среды, на межгосударственном уровне принято решение о том, что к 2005 году доля биодизеля должна составить не менее 7,25% от общего количества используемого автомобильного топлива. А начиная с 2009 года все страны ЕС обязаны выпускать и потреблять биодизель. Правительства этих стран предоставляют производителям биотоплива всевозможные преференции.
Биодизель можно заливать в бак как в чистом виде, так и в качестве добавки к солярке в соотношении от 5 до 35% от объема. При этом, как утверждает большинство специалистов, никакой модификации обычного дизельного мотора не требуется. Ученые свидетельствуют, что мощность двигателя при работе на биодизеле несколько снижается, и, как следствие, на 5 - 8% увеличивается расход горючего. Однако с помощью регулировки мощность мотора можно восстановить. Ресурс двигателя при использовании биодизеля не меняется. Биодизель имеет превосходные смазывающие свойства, чем выгодно отличается от солярки. Он продлевает жизнь двигателя, удаляя отложения нефтепродуктов на его деталях.
Наивно было бы полагать, что биодизель как вид моторного топлива лишен недостатков. Конечно, они есть, и противники этого вида топлива всячески их подчеркивают. Биодизель более агрессивен к резиновым деталям двигателя, чем обычная солярка. При низких температурах на жиклерах, форсунках и других калиброванных отверстиях могут образовываться отложения в виде кристаллов воска, что ведет к их закупорке. Отмечены случаи выхода из строя насосов высокого давления и топливных фильтров. Поэтому производители дизельных двигателей вносят в них конструктивные изменения, чтобы адаптировать к использованию биотоплива. Биодизель может разлагать лакокрасочное покрытие кузова автомобиля. Поэтому в случае пролива такого горючего на кузов его надо немедленно удалить. В холодное время года эффективность биодизеля гораздо ниже, чем солярки.
Цена биодизеля - пожалуй, самая интересная для потребителя информация. В Европе он продается обычно на 10 - 15% дешевле солярки. Однако это лишь видимая часть айсберга. По отдельным оценкам, себестоимость производства биодизеля на 15 - 40% выше, чем солярки. Правда, постоянный рост цен на черное золото уже в недалеком будущем нивелирует эти различия. Способствовать этому будут повышение урожайности рапса и расширение посевных площадей под ним. В Европе биодизель продается дешевле благодаря системе дотаций и субсидий, предоставляемых государствами фермерам, выращивающим рапс, и всевозможным налоговым льготам производителям этого топлива. В странах ЕС биодизельное топливо, например, не облагается акцизами.
Cреди стран - участниц СНГ наибольший интерес к получению биодизеля из рапсового масла проявила Украина. Причина понятна. Экономика этой страны сильно зависит от импорта энергоресурсов. В Украине подсчитали, что себестоимость биотоплива, как правило, ниже, если производство семян рапса, получение из них масла и переработка его в биодизель сосредоточены в одних руках. Оптимальная цена биодизеля имеет место при урожайности рапса 40 ц/га. Цена биодизеля возрастает вдвое при урожайности рапса 10 - 12 ц/га. На Кубани, имеющей во многом сходные природно-климатические условия, урожайность озимого рапса сопоставима с украинскими показателями и колебалась в период 2001 - 2004 гг. в пределах 10,4 - 17,8 ц/га, ярового - 6,2 - 15,3 ц/га. Поэтому при таких урожаях рассчитывать на низкую себестоимость биодизеля не приходится.
Низкая урожайность этой культуры как в Украине, так и на Кубани объясняется рядом причин, прежде всего частым вымерзанием посевов. Нередко по этой причине рапс погибает на половине отведенных под него площадей. Существенны и потери маслосемян при уборке. Кубанцы, как и украинцы, традиционно предпочитают использовать в пищу подсолнечное масло. Поэтому среди населения спрос на рапсовое масло просто отсутствует. Нет также достаточного количества перерабатывающих мощностей для извлечения масла из маслосемян.
Основная причина, сдерживающая производство биодизеля в Украине, - отсутствие государственного субсидирования. Чтобы стоимость биодизеля была приемлемой, государство, как полагают некоторые украинские аналитики, должно компенсировать производителям маслосемян около половины себестоимости семян, которая составляет примерно 100 - 125 долларов за тонну. Если же производство маслосемян и их переработка в биодизель сосредоточены в одних руках, достаточно компенсировать лишь 10 - 15% затрат на производство маслосемян. Таких денег в украинском бюджете нет. Найдутся ли они в бюджете нашей страны - тоже большой вопрос. Экология стоит недешево, и к этой аксиоме мы все должны привыкнуть.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что нельзя рассматривать биодизель как панацею. Он не является единственной альтернативой топливу, получаемому из нефтепродуктов. Сейчас ведутся разработки по получению так называемого биоэтанола - спирта из растительного сырья (солома, водоросли и др.). Заманчиво и сулит определенные перспективы получение автомобильного топлива в результате биоконверсии отходов сельскохозяйственного производства. Не потеряли своей привлекательности идеи создания электромобиля и двигателя, работающего на водородном топливе. Несомненно, технические решения, позволяющие использовать в качестве источника энергии не применяемые доселе вещества, еще впереди.
ИЗ ИСТОРИИ ВОПРОСА
Так что же такое биодизель? Иногда его называют новым видом топлива, что вовсе не соответствует действительности. Лучше всего именовать такое топливо современным или топливом будущего, так как оно наиболее полно соответствует реалиям сегодняшнего дня и оправдывает прогнозы относительно перспектив углеводородного сырья. Этот вид моторного топлива разработан англичанами Даффи и Патриком в 1853 году. Только спустя сорок лет немец Рудольф Дизель изобрел свой знаменитый двигатель, который работал на арахисовом масле. Но солярка в то время стоила дешевле, поэтому и стала на много лет основным видом топлива для дизельных двигателей. И только в начале 90-х годов прошлого столетия к идее использования биотоплива вернулись вновь.
Для производства биодизеля годится любое растительное и даже животное масло. В Индии, например, биотопливо получают из ядер ореха с содержанием масла до 60%, растущего на неудобных и в силу этого неиспользуемых землях. Хорошим сырьем для получения биодизеля являются масла пальмы и хлопчатника. В умеренных широтах биодизель может быть получен из масел подсолнечника, сои, клещевины, кукурузы, конопли. Но чаще всего такой вид топлива производят из масла рапса как наиболее дешевого среди растительных масел. В Англии для производства биодизеля кроме рапса используют отработанное растительное масло, количество которого достигает 70 млн. литров в год.
Автор А. ГУЙДА, к. с.-х. н.
www.oilworld.ru
Третье тысячелетие. Человечество в поисках альтернативной энергии. Полезные ископаемые в виде газа, нефти, угля исчерпываются. Мы в поисках нового вещества, которое будет двигать наши машины, и обогревать наши дома. Все более и более популярным становиться биотопливо. Биотопливо это один с видов альтернативного топлива, которое производиться из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.
Альтернативное топливо для автомобилейДля двигателей внутреннего сгорания, то есть для наших автомобилей используются такие виды биотоплива: этанол, метанол, биодизель. Каждое с этих видов имеет свои преимущества и недостатки. В нашей стране нет целенаправленной программы развития производства биотоплива. В других странах мира уже система производства альтернативной энергии более налажена, и автомобилисты используют уже биотопливо в смеси с бензином.
Преимуществами биотоплива являются:
А вот и недостатки хоть и небольшие, но все же есть:
Самым популярным биотопливом для автомобилей является этанол. Биоэтанол – обычный этанол, полученный в ходе переработки и брожения сельскохозяйственных культур. Чаще всего используют кукурузу, и сахарный тростник. Но также в ход идут и картофель, ячмень, сахарная свекла – то есть те продукты, которые содержат много крахмала или сахара что способствует хорошему брожению.
Этанол является самым популярным видом биотопливаВ основном этанол смешивают с бензином в соотношении 10% этанол 90% бензин. Эта формула чаще всего встречается в мире, под нее не нужно перерабатывать топливную систему автомобиля. Кажется что 10 % мало – но они играют большую роль в сохранении окружающей среды. Если же этанола 90%, а бензина 10%, тогда нужно менять всю систему. Если вы обладатель гибридного автомобиля – тогда без проблем можете ездить на любом виде топлива.
Второе топливо по популярности – биодизель. Его тоже получают путем переработки сельскохозяйственных растений, но не крахмальных или сахарных, а тех которые в большом количестве содержат масла. Например: соя, подсолнух или рапс. Производство биодизеля затратное, чем производство этанола. Надо сначала вложить деньги в растения, собрать переработать и именно переработка больше всего требует затрат. Дело в том, что полученное сырье – масло нужно переэтерифицировать метанолом при температуре 60°С и нормальном давлении для получения качественного продукта. И биодизель хранить нужно не более трех месяцев – дольше – он разлагается.
Так же как и этанол, биодизель применяют в смеси с дизельным топливом, тоже в определенном процентном соотношении. Но в применении биодизеля переработки топливной системы не требуется. Конечно эти средства для движения наших автомобилей экологичные и безопасные, но их энергетическая эффективность ниже, чем энергия бензина или дизеля. При этом мощность дизеля снижается, а расход топлива увеличивается.
При использовании биотоплива топливная система как бы очищается, из-за спирта, который содержится в биоэтаноле. Этанол растворяет гарь и сажу в системе и поддерживает топливную систему в чистоте. Конечно, из-за этого расход топлива увеличивается, но не намного. Всего на 5-7%. Но будет экономия на том, что не нужно чистить топливную систему, как при использовании нефтяных продуктов.
При использовании биотоплива не будет проблем с образованием гари на свечах, кольца поршней и сами поршни, факельный выход форсунка – распылителя – все это будет чистым. Но обязательно нужно прочистить топливную систему, из-за того что этанол растворит всю грязь со стенок бензобака и когда двигатель заработает – все это пойдет в камеру сгорания через всю топливную систему – она просто сильно засорится. Поэтому, прочистив систему, вы будете уверенны, что не наносите окружающей среде вреда и ваша топливная система будет находиться в идеальной чистоте. И вы сможете продлить срок эксплуатации вашего любимого авто.
Биотопливо подходит для использования во всех марках автомобилях. При желании на более современных моделях можно установить специальный адаптер, который будет корректировать топливную смесь – дело в том, что датчики, которые контролируют расход топлива, могут показывать, что нужно дополнительное обогащенные топливной системы – а это увеличивает расход топлива – чего совершенно не нужно. Устанавливая адаптер перед форсункой–распылителем, мы совсем не нарушаем систему автомобиля. Но адаптер довольно полезная штука – он контролирует количество и время подачи топлива в камеру сгорания. В автомобилях более ранних моделей можно использовать биотопливо без адаптера. Они не обладают системой автоматического регулирования качества топлива.
Во многих развитых государствах мира создании целые программы по развитию производства биотоплива. В нас, к сожалению, с этим вопросом тяжело. Никто еще не отменял коррупцию.
Почему в нашей стране нет нормального производства биотоплива? Все просто. Нефтетрейдерам это невыгодно, нет в нас нормальной законодательской и нормативно – правовой базы. Но самое важное это то, что автомобилисты мало проинформированные. Люди в силу своей занятости не успевают следить за всеми направлениями. И поэтому нет спроса конечно, а если нет спроса – нет сбыта.
Как уже говорилось выше, что этанол получают в процессе брожения сахарных и крахмальных сельскохозяйственных растений. Процесс производства почти, такой как производство спирта. С помощью ферментов вещества из растений превращаются в сахар, который сбраживают с помощью дрожжей в брагу. После процесса сбраживания этанол перегоняют с помощью дистилляционной установки и дополнительно очищают в ректификационной установке.
Процесс изготовления этанола похож на приготовления спиртаВ результате всех этих действий получают этанол в вперемешку с водой. Потом нужно обезводить смесь и наконец, полученный чистый этанол можно уже смешивать с бензином. Этанол в смеси с бензином работает как окислитель и как способ увеличения октанового числа.
Для производства биодизеля используются разные виды растительных масел. Процесс производства заключается в том, что нужно уменьшить вязкость масла с помощью спирта. Любое масло состоит с триглицеридов. То есть в составе присутствует глицерин – он и увеличивает вязкость масла. Поэтому нужно нейтрализировать глицерин с помощью спирта. Этот процесс называется трансэтерификацией. В конечном итоге получается чистый биодизель цвета меда, он на вид не должен содержать никаких примесей, а если он слегка мутный – значить там есть вода, которая удаляется в процессе нагревания.
В перечень видов биотоплива также входит биометан – газ, получаемый от разных отхода – растений, древесной стружки, соломы, кожуры фруктов и овощей. То есть от второсортного сырья. От прессовки и скопления этих продуктов получают метан – биогаз, который состоит из метана и углекислого газа. Чтоб применить его в автомобилях нужно очистить от углекислого газа.
И самым современным видом топлива, которому еще нет практического применения, является топливо с водорослей. Но этот вид еще на этапе разработки. Преимущество такого типа топлива в том, что сырье можно выращивать и в воде и на непригодных для хозяйства участках земли. Биотопливо с водорослей экономически выгодно. Не нужно тратить большие усилия, чтоб вырастить водоросли, а они имеют самые большие показатели по объему топлива после переработки.
В современном мире существуют разные виды альтернативного топлива, но они еще широко не применяются. Дело в том, что пока есть обычное топливо, человечество не будет задумываться о будущем. А стоит. Ведь нужно все — таки, что — то оставить для своих детей и внуков. Нужно питаться сделать мир чище. И введение в кругооборот биотоплива – один из способов сохранить планету от глобальной катастрофы.
energomir.biz
