Ещё с незапамятных времён люди научились получать горючие жидкости из растений. Они применяли их в пищевой промышленности, медицине, в качестве горючего для ламп, а как топливо для машин их не использовали. Современные же проблемы с истощением запасов нефти заставили взглянуть на горючие вещества из растений, как на топливо. Уже сейчас существуют биорастительные аналоги бензина и солярки, которые способны достойно их заменить. Под нарастающим давлением информации, говорящей, что разведанных запасов осталось на 50 лет, биотопливо потихоньку выходит на уровень промышленного производства.
Что такое биотопливо и его виды
Биотопливо существует в трёх формах: жидкое, твёрдое и газообразное. Твёрдое — это дерево, опилки, высохший навоз. Жидкое — это биоспирты (этиловый, метиловый и бутиловый и др.) и биодизель. Газообразное топливо — это водород и метан, полученный путём брожения растений и навоза. Многие растения можно переработать в топливо, например, рапс, сою, канолу, ятрофу и др. А также для этих целей подходят различные растительные масла: кокосовое, пальмовое, касторовое. Все они содержат достаточное количество жиров, которые и позволяют сделать из них топливо. Ещё недавно учёные открыли водоросли, растущие в озёрах, из которых можно делать биодизель. По оценкам Департамента Энергетики США, из озера размером десять на сорок метров, засаженного водорослями, можно получить до 3570 баррелей бионефти. По расчётам экспертов, 10% земли США, отданные под такие озёра, способны обеспечить все автомобили американцев топливом на год. Разработанная технология была готова к применению в Калифорнии, Гавайях и Нью-Мексико ещё в 2000 году, но из-за низкой цены на нефть так и осталась в виде проекта.
Истории биотоплива
Если заглянуть в прошлое России, то неожиданно можно узнать, что ещё в СССР растительное биотопливо уже применялось. Например, 30-е годы XX века топливо для самолётов было с добавками биотоплива (биоэтанола). Первая советская ракета Р-1 работала на смеси кислорода и водного раствора этилового спирта. Во время Великой Отечественной войны грузовые автомобили «Полуторки» заправлялись не бензином, которого не хватало, а биогазом, вырабатываемом на передвижных газогенераторах. В Европе, в промышленных масштабах, биотопливо начали производить в 1992 году. Спустя восемнадцать лет уже насчитывалось около двухсот производств, дающих 16 млн тонн биодизеля, к 2010 году они выдавали уже 19 миллиардов литров. Россия пока не может похвастаться европейскими объёмами производства биодизеля, но в нашей стране существуют биотопливные программы в Алтае и Липецке. В 2007 году российский биодизель на основе рапса был испытан на тепловозах Воронеж-Курской Юго-Восточной железной дороги, по итогам тестов руководители РЖД выразили желание использовать его в промышленных объёмах.
В современном мире уже более десятка крупных стран развивают технологии производства биотоплива. В Швеции из города Йёнчёпинг в Вестервик регулярно ездит поезд на биогазе, он стал достопримечательностью, прискорбно только то, что газ для него делают из отходов местной скотобойни. Более того, в Йёнчёпинге большая часть автобусов и мусоровозов заправляют биотопливом.
В Бразилии развивают крупные производства биоэтанола из сахарного тростника. В итоге почти треть транспорта этой страны ездит на альтернативном топливе. А в Индии биотопливо используют в далёких районах для заправки генераторов, дающих электричество для небольших поселений. В Китае из рисовой соломки делают биотопливо для двигателей внутреннего сгорания, а в Индонезии и Малайзии его изготавливают из кокосов и пальм, для чего специально сажают эти растения на огромных территориях. В Испании развивают последние тенденции в производстве биотоплива: морские фермы, в которых выращивают быстроразмножающиеся водоросли, перерабатываемые в топливо. А в США разработали масленое топливо для самолётов в университете Северной Дакоты. Тем же заняты в Южной Африке, там запустили проект Waste to Wing, в рамках которого будут делать топливо для самолётов из растительных отходов, их поддерживает WWF, Fetola, SkyNRG.
Плюсы биотоплива
· Быстрое восстановление сырья для производства. Если для образования нефти необходимы сотни лет, то для вырастания растений несколько лет.
· Экологическая безопасность. Биотопливо перерабатывается природой практически полностью, примерно за месяц микроорганизмы, обитающие в воде и почве, способны его разобрать на безопасные элементы.
· Снижение выбросов парниковых газов. Машины на биотопливе выбрасывают значительно меньше СО2. Собственно они выбрасывают ровно столько сколько растение поглотило его в процессе роста.
· Достаточная безопасность. Для воспламенения биотопливу необходимо превысить температуру в 100 °С, что делает его безопасным.
Минусы биотоплива
· Недолговечность биотоплива. Биоэтанолы и биодизель можно хранить не более трёх месяцев из-за постепенного разложения.
· Чувствительность к низким температурам. В зимнее время необходимо подогревать жидкое биотопливо, иначе оно не заработает.
· Отчуждение плодородных земель. Необходимость отдавать хорошие земли под выращивание сырья для биотоплива, тем самым уменьшая сельскохозяйственные угодья.
Почему биотоплива нет в России
Россия — большая страна, обладающая огромными запасами нефти, газа, угля и обширными лесами, поэтому развивать подобные технологии масштабно пока никто не собирается. Другие страны, например, Швеция, не обладающие такими запасами природных богатств, стараются вторично использовать органические отходы, делает из них топливо. Но нашей стране есть светлые головы, которые запускают пилотные проекты по производству биотоплива из растений, и когда появится необходимость, они будут массово внедрены.
Вывод
Человечество обладает идеями и работающими прототипами топливно-энергетических технологий, которые позволят жить и развиваться, не истощая подземные ресурсы и не загрязняя природу. Но для того чтобы это стало реальностью — необходимо всеобщее желание людей, нужно отказываться от привычного потребительского взгляда на планету Земля и начать гармонично сосуществовать с окружающим миром.
Игорь Кобыляцкий