суббота, 28 апреля 2018 г.

ЗАИНТЕРЕСОВАН ВЕСЬ МИР В БИОТОПЛИВЕ ИЗ РОССИИ.

В российском биотопливе заинтересован весь мир

ЧТО: III Биотопливный конгресс.
ГДЕ: Санкт-Петербург, гостиница «Original Sokos Hotel Olympia Garden» (Батайский пер., 3А).
СОСТОЯЛОСЬ: 20‑21 марта 2018 г.

Популярность биоэнергетики во всем мире набирает обороты. В России это направление только начинает развиваться, но, по мнению экспертов, в нашей стране есть все предпосылки к стремительному развитию данной отрасли.

Об этом и не только рассуждали участники Биотопливного конгресса.

– Сегодня, когда весь мир переходит к зеленой экономике, роль биоэнергетики фантастически возрастает, – отметил д. т. н., профессор, заведующий кафедрой Высшей школы технологий и энергетики Санкт-Петербургского государственного университета технологий и дизайна, почетный член Консультативного комитета по устойчивости лесного сектора Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) Эдуард Аким. – Стоит отметить, что биоэнергетика находится в жестком конкурентном поле наряду с солнечной и ветроэнергетикой. И важно перейти к взаимодействию с ними, потому что при грамотной постановке вопроса эти отрасли смогут содействовать друг другу.

По словам начальника Управления использования и воспроизводства лесов Федерального агентства лесного хозяйства Алексея Клочихина, развитие биоэнергетики во всех аспектах, будь то переработка отходов, генерация или электросетевой комплекс, возможно при системном подходе. И сейчас ведомство занято разработкой целого ряда новых направлений. Например, большое внимание уделяется реализации проектов малого бизнеса по использованию древесины.

В России сегодня работают 63 инвестиционных проекта в области биотоплива. Это, прежде всего, переработка конечных отходов деревообработки как для получения электроэнергии для собственных нужд предприятий, так и производство на основе переработанных отходов продукции другого назначения.
Одна из перспективных задач Федерального агентства лесного хозяйства – подготовка серьезного проекта для Дальнего Востока, включающего в том числе и направления по биоэнергетике. Этот вопрос сейчас прорабатывается российскими специалистами при участии южнокорейской стороны.

– В 2018 году мы выходим на новый цикл лесного планирования – в субъектах РФ будут разрабатываться новые лесные планы, – отметил Алексей Клочихин. – В этих планах есть возможность учесть современные запросы лесной промышленности в области биоэнергетики и заложить их реализацию в планы на предстоящие 10 лет.

Спикер также рассказал, что в рамках 50 приоритетных российских инвестпроектов будет создано производство биотоплива. В России в настоящее время реализуется 63 приоритетных инвестиционных проекта в области освоения лесов. Из них в 50 запланировано создание производства биотоплива. Наибольшее количество проектов (24) – в Северо-Западном федеральном округе.

По словам директора финской компании Poyry Management Consulting Oy Петтери Пихлайамяки, российский рынок находится на достаточно ранней стадии развития, и многие темы развиваются далеко за пределами России. Сейчас в Европе осуществляется целый ряд проектов, которые так или иначе будут связаны с российской промышленностью.

У России – большое преимущество по использованию биомассы. В прошлом году наша страна экспортировала около 1 млн тонн древесных гранул.

По мнению вице-президента по биоэнергетике компании Ekman (Швеция) Арнольда Дэйла, имеются все предпосылки к росту этого объема. Хотя, отметил спикер, первенство на рынке все еще держат США.

По итогам третьего квартала 2017 года в России получено 980 тыс. тонн пеллет, что на 35,6 % больше аналогично го периода годом ранее.

По словам Эдуарда Акима, выпуск российских пеллет ориентирован на экспорт, и к 2030 г. он может вырасти до 2,7 млн тонн в год. Однако отрасли нужна господдержка на ближайшие 20‑30 лет.
О цепочке создания стоимости на рынке топливных гранул и особенностях каждого этапа рассказала директор по развитию Ассоциации участников биотопливного рынка «ЭНБИО» Ольга Партина. Она описала все процессы, которые дают эффективность и неэффективность в использовании отходов деревообработки. Пеллеты – это современный способ преобразовать отходы в альтернативное топливо. Представитель компании также рассказал о сертификации оборудования.

Событием, которое может изменить ситуацию на рынке биотоплива, станет принятое в 2017 г. постановление правительства РФ о преференциях для производителей альтернативного топлива. В соответствии с данным документом завод-изготовитель пеллет может получить до 80 % возмещения затрат на транспортировку продукции. Хотя, как отметила исполнительный директор «НП Национальный биоэнергетический союз» Ольга Ракитова, получить эту субсидию пока довольно сложно.

Российское биотопливо пользуется высоким спросом за рубежом. И мировые тенденции таковы, что к этому виду топлива проявляют интерес новые страны – например, Япония и другие государства Азии. Кроме того, европейские страны все больше замещают угольную генерацию биотопливом. Известно также, что менее чем за год цены на такое топливо на мировом рынке выросли на 40‑50 долл. за тонну. А это серьезный стимул для отечественных производителей топливных гранул.

– Рынок древесных топливных гранул начал развиваться в начале 2000 годов, – рассказала Ольга Ракитова. – Компании покупали старое изношенное оборудование, которое производило не очень хорошую продукцию. К сожалению, все эти пионеры вынуждены были уйти с рынка в силу определенных причин, связанных с техническими, финансовыми проблемами или некачественным менеджментом. И сегодня на рынке остались единицы компаний, которые продолжают работать. Самый крупный российский производитель находится в Ленинградской области – это Выборгская лесопромышленная корпорация. Другие компании находятся в Архангельской области, на Дальнем Востоке и в Сибири. Появление крупных производителей и наметившийся рост спроса на пеллеты, который составляет почти 1,5 миллиона тонн сегодня, говорит о больших перспективах для нашей страны. Если половина этого сырья идет сейчас на экспорт, то другая половина используется на внутреннем рынке.

В рамках конгресса специалисты представили доклады по общим и локальным темам биоэнергетики. В частности, о росте производства древесного топлива на территории Новгородской области рассказал заместитель министра природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Новгородской области Сергей Родин. Данные о географии использования энергоносителей древесного происхождения в России представил начальник отдела экономических исследований Санкт-Петербургского НИИ лесного хозяйства, член группы специалистов Европейской экономической комиссии и ФАО Олег Васильев.

В ходе конгресса прошел круглый стол «Возможности для экспорта российского биотоплива», на котором спикеры рассказали о ситуации на европейском рынке пеллет, требованиях к продукции, сертификации в разных странах и рисках, с которыми могут столкнуться новые участники этого рынка. На конференции «Производство различных видов биотоплива» специалисты подробно рассмотрели современные технологии производства древесных гранул, древесного угля, а также рассказали об оборудовании, которое выпускается для этих целей.

МНЕНИЕ
Максим Савченко, компания Kohlbach, Австрия:
– Рынок России интересен для нашей компании, поскольку здесь год от года растет деревообработка, а значит, и отходы этого производства будут продолжать образовываться в больших масштабах. Наше оборудование позволяет как утилизировать отходы деревообработки, так и производить на этой основе электроэнергию. Иными словами, мы ориентированы не только на деревообрабатывающую промышленность, но и на большую энергетику.

На конгрессе я с интересом узнал о новых проектах в области биотоплива, а также о технических и экологических проблемах и решениях, которые представили российские коллеги.

В российском биотопливе заинтересован весь мир

вторник, 3 апреля 2018 г.

ПОТЕНЦИАЛ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА В РОССИИ

Потенциал производства биогаза в России

Содержание

Электростанция на биогазе работает в Республике Крым

Источник: http://www.biointernational.ru/news/3376.html
Общая потребность России в биогазовых заводах оценивается в 20 тысяч предприятий. При интенсивном развитии этой отрасли российской энергетики страна может стать крупнейшим экспортером отдельных видов биоэнергетики.
К такому выводу пришли эксперты AЕnergy в своем исследовании. Они оценили потенциал производства биогаза в России по 7 федеральным округам. Наибольший потенциал имеет Южный и Приволжский федеральные округа. Затем идет Центральный и Сибирский. За ними следуют Центральный и Сибирский округа. А вот на Северо-Западе и на Дальнем Востоке биогазовый потенциал один из самых низких.
Потенциал производства биогаза в России

Страна способна обеспечить свои потребности в энергоресурсах за счет биоресурсов. В России имеется 775 млн. тонн отходов агропромышленного комплекса (АПК), что может обеспечить при современном уровне технологии до 70 млрд. м3 биогаза и более 100 млн тонн высококачественного удобрения.

Сегодня в нашей стране более 1600 крупных животноводческих предприятий, свинокомплексов и птицефабрик. Каждый день на них в общей сложности образуется более 450 000 тонн навоза и прочих стоков. Кроме того, существуют отходы боен, мясоперерабатывающих комбинатов, рыбозаводов, различные отходы растениеводства и переработки (силос, жом свеклы и подсолнечника), стоки водоканалов. Это практически бесплатное сырье, которое не используется в полной мере.
Переработка фактически дармового сырья позволяет получить электроэнергию, тепло, а в качестве побочного продукта – высококачественные органические удобрения (если речь идет о переработке навоза и растительного сырья). Кроме того, сегодня в стране более 2 млн. га земли занято, если можно так сказать, под хранение остатков сельскохозяйственной деятельности. Вовлечение этих земель в нормальный сельскохозяйственный оборот принесло бы огромный положительный эффект российской экономике. Поскольку большая часть органических отходов приходится на агропромышленный комплекс, то развитие биогазовой энергетики наиболее перспективным видится именно в сельской местности страны.

Электростанция на биогазе работает в Республике Крым

Источник: http://ekomir.org/news/2016/01.04.shtml
На полигоне ТКО в с. Тургенево Белогорского района начата выработка электроэнергии из свалочного газа.

Свалочный газ — газ из органических отходов, выделяющийся из мусора, биогаз, образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов.

Заместитель директора по развитию ООО «Инсайт-2007» Стегачев Н.В.: «Мы считаем своим достижением, что в качестве силовой установки используется двигатель отечественного производства – ЯМЗ-238. В мировой практике в подобных проектах применяются двигатели Jenbacher, Deutz. Но эти машины работают только через станцию первичной подготовки газа, стоимость которой превышает стоимость энергогенерирующего оборудования. В нашу электростанцию поступает неочищенный газ непосредственно от скважин. Вот вам и вариант импортозамещения, причем с качественно лучшими эксплуатационными характеристиками.»

четверг, 15 марта 2018 г.

В БЕЛАРУСИ ПОСТРОЯТ 4 ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ НА БИОГАЗЕ.

В Беларуси планируют построить четыре биогазовые ТЭЦ

Литовская компания Modus energy планирует построить в Беларуси четыре электростанции на биогазе.

Для реализации этих проектов Modus energy привлечет кредит Европейского банка реконструкции и развития (ЕБРР) в размере 12,3 млн евро. Кредит банка составит 60% всех запланированных вложений, оставшуюся часть профинансирует сама компания.

Рынок Беларуси привлекателен для бизнеса энергетики на биогазе из-за своих размеров и стремления государства целенаправленно развивать этот сектор, а также из-за прозрачной системы аукционов, позволяющей эффективно инвестировать и развивать бизнес, — сказал член правления Modus grupe Русланас Скляповичюс.

Установки будут расположены в Гродненской и Брестской областях на северо-западе и юго-западе Беларуси, соответственно.
Этот проект станет первый прямой инвестицией ЕБРР в энергетический сектор Беларуси и после ввода в эксплуатацию будет вырабатывать 32 ГВтч электроэнергии ежегодно, обеспечивая при этом сокращение выбросов CO2 на 15,3 тысяч тонн в год.
В свою очередь в Modus energy сообщили, что еще один похожий проект они планируют реализовать в Беларуси в этом году без финансирования ЕБРР. Все объекты будут построены возле животноводческих комплексов, с которых будет поступать сырье для выработки биогаза.

четверг, 1 марта 2018 г.

АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ БИОГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ДРУГИХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

Сравнительный анализ применения биогазовых технологий и других источников энергии

З. Мамадалиева, Т.Каюмов, М.Султонов, Ф.Савриев,
Ташкентский институт ирригации и механизации сельского хозяйства, Наманганский инженерно-технологический институт
Данная статья описывает анализ возможностей энергосбережения и повышения энергетической эффективности путём внедрения кроме традиционных ресурсов биогазовых технологий. Здесь приводятся примеры получения тепловой и электрической энергии из биогазовых установок особенно в сельской местности на фермерских хозяйствах.
На сегодняшний день одной из основных задачей энергетики является энергосбережение и повышение энергетической эффективности путём внедрения кроме традиционных ресурсов альтернативные источники энергии. В Узбекистане широко применяются такие виды альтернативных источников энергии как энергия солнца, малых рек и ручьёв, ветра, геотермальных источников и энергия биомассы. Ряд законодательных актов правительства Республики Узбекистан, в том числе постановления Президента от 1 марта 2013 г. «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии», от 26 мая 2017 г., ПП-3012 “По дальнейшему развитию возобновляемой энергетики, повышению энергоэффективности в отраслях экономики и социальной сфере на 2017-2021 годы, от 8 ноября 2017г. ПП-3079 «О мерах по обеспечению рационального использования энергоресурсов» ещё ярче показали всю актуальность и неотложность получения возобновляемой энергии и переработке сельскохозяйственных отходов.
В Узбекистане энергетическое оборудование централизованных систем энергоснабжения, технически устарело, полностью выработано, вследствие чего требует незамедлительного обновления. Опыт последних лет обнажил недостатки централизованных систем, которые при передаче электроэнергии и тепла горячей воды сопровождаются, соответственно, 10% и 30% потерями.
Главным фактором, заставляющим переходить на альтернативные средства снабжения теплом и электроэнергией, является изношенность тепло- и электросетей, а также низкое качество электроэнергии. Этой альтернативой стали когенерационные установки малой мощности, так называемые мини-ТЭЦ, способные обеспечить тепловой и электрической энергией отдельные здания или предприятия.
В качестве топлива для таких когенерационных установок может использоваться природный газ, пропан, биогаз, попутный нефтяной газ, газ сточных вод и др. Производство собственной энергии позволяет не зависеть от теплоэнергетических компаний и существенно сократить собственные затраты на энергоносители.
Как и во многих других южных странах чаще всего в Узбекистане широко применяются гелиоэнергетические установки. Применение остальных альтернативных источников энергии пока только развивается, причём не совсем интенсивно. Если принять во внимание, что более 60 % населения проживают в сельской местности, где более 80% заняты в земледелии, на данном этапе появляется интерес к применению биогазовых технологий. Внедрение биогазовых установок в сельской местности позволит использовать биогаз не только для работы бытовых приборов, но и для выработки электричества и тепловой энергии при помощи специальных генераторных установок.
Чем же является биогаз. Биогаз – смесь газов, включающих в себя: метан (СН₄) - 55-70% и углекислый газ (СО₂) – 28-43%, а также другие газы в очень малых количествах, например – сероводород (Н₂S). Биогаз получается в результате анаэробного брожения, то есть происходящей безвоздушной ферментации органических веществ различного происхождения. В среднем 1 кг органического вещества, при 70% биологическом разложении, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка. Из 1 м³ биогаза можно вырабатыватья одновременно 2,4 кВтч электрической +3,2 кВтч тепловой энергии.
В любом сельском хозяйстве собирается значительное количество навоза, остатков растений, различных отходов. Обычно их используют как органическое удобрение, но только после предварительного разложения. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям.
Вырабатываемый биогаз после очистки и компрессии, может использоваться для получения электрической и тепловой энергии, а также в бытовых целях для потребления населением. Отходы биогазовых установок, получаемые после анаэробного брожения биомассы, являются качественными экологически чистыми удобрениями, а также применяться в качестве кормовых биодобавок для рыбных хозяйств и птицеферм.
При расчёте эффективности биогазовых установок можно привести сравнительный анализ основной продукции- биогаза и других энергоресурсов, которые мы можем видеть в таблице.
Таблица. Сравнение расхода на м³биогаза и других энергоисточников

Горючее	Отношение невосполняемых энергоресурсов на 1 м³ биогаза	Отношение 1 м³ биогаза на невосполняемые энергоресурсы
Природный газ, м³	0,75	1,34
Бензин, л	0,82	1,28
Электрическая энергия, кВт	2	1,1
Каменный уголь, кг	0,9	1,1

Исходя из сведений данной таблицы, можно легко определить эффективность биогаза и его выгоду в цене, особенно при ситуации постоянного дефицита возобновляемых энергоисточников.
Преимущества биогазовых электрических генераторов по сравнению с аналогами:
- замены масла не 500, а 2000 моточасов,
- высокий эл. КПД до 40 %, сумм.КПД эл.+тепло до 90%,
- высшая надежность.
Для рентабельности биогазовой установки решающим фактором является КПД при выработке электроэнергии. При сравнении эффективности выработки энергии различают такие уровни эффективности:

Механический КПД двигателя в генераторе – соотношение между выработанной в двигателе механической энергией и потенциалом энергии использованного горючего. Часто механический и электр. КПД генератора упрощенно приравнивают (среди прочего чтобы получит преимущества перед конкурентами), чего допускать не следует. Механическое КПД зависит от типа двигателя и его размеров, для газовых и газожидкостных двигателей он составляет до 45%.
КПД генератора: в генераторе просходит преобразование механической энергии в электрическую. КПД остальных генераторов с мощностью более 20 кВт составляет 90-96%. Все остальное превращается в тепло генератора.
Электрический КПД: чтобы рассчитать электр. КПД генератора, необходимо механичекий КПД умножить на КПД генератора. Пример: 40% механич. КПД и 93% КПД генератора дают электр. КПД 0,40 х 0,93 = 37,2%
Термический КПД: кроме механической энергии при переходе энергии от одного вида в другой в двигателе возникает большое количество избыточного тепла, частично в виде отработанных газов, а частично в охлаждающей жидкости, все остальное содержится в тепловом излучении. Термический КПД как правило выше электрического; он достигает в зависимости от типа строения двигателя и размеров, а также температуры используемого отводимого тепла до 55%.

Срок покрытия расходов на постройку и эксплуатацию биогазовых установок чаще всего чуть больше одного года, что нетрудно определить ведь начиная с первичной загрузки биомассы до полного охватывания технологического процесса занимает не меньше 100 дней [5]. Производство электрической и тепловой энергии в установках на базе двигателя внутренного сгорания - наиболее распространный способ извлечения выгоды от биогазовой станции. Электроэнергия может круглогодично использоваться как собственых нужд, так и для подачи в сеть.
Нетрудно заметить, что для повышения урожайности значительна основная часть спроса для внесении в почву органических удобрений. Так, биоудобрения получаемые на Каравулбазарском опытно промышленном биогазовом заводе, запущенном в 2016 г., за кг. составляют 1500 сум., в день составляют 37,5 млн.
При постройке установок анаэробного брожения органического мусора и организации их эксплуатации, необходимо правильное определение на каких предприятиях они будут наиболее экономически эффективны, а также исходя из количества ежедневного выхода органического вещества [6]. Предприятия, которые могут применять биогазовые технологии:
а) Животноводческие (молочные) фермы, птицеводческие фабрики, свиноводческие фермы и конюшни, а также свалки растительных отходов сельского хозяйства;
б) Тепличные хозяйства;
в) Перерабатываюшие предприятия: спирт, пиво, сахарные заводы, заводы по переработке мясной, молочной, и сельскохозяйственной продукции;
г) Городские очистные канализационние предприятия, в последнее время заводы по переработке поверхностных водорослей сажаемых в дренажных коллекторах для снижения минерализации засоленных земель.
д) Очистные и мусорные свалки в городских и сельских местностях.
Исходя из вышеуказанного, можно организивать централизированные мусорные свалки по приёму органических отходов, где в качестве первичных приёмных ёмкостей можно построить биогазовые установки. Средний объём данных биореакторов будет рассчитан на ежедневную переработку до 100 тонн в сутки. Расходы на постройку этих установок можно уменьшить путём хашара^{^[1]} и применением водонепроницаемых железобетонных резервуаров.
Необходимо отметить, что биогазовые установки помогут полностью удовлетворить спрос населения на минеральные удобрения, обеспечить электрической и тепловой энергией, а также дадут возможность снижения выброса вредных газов в атмосферу и улучшения эколого-эпидемиологической, санитарной ситуации из-за скопления органических отходов.

Список использованной литературы

Имомов, Ш., Hwang Sang Gu, Усмонов К., Шодиев Э., Каюмов Т. Альтернативное топливо на основе органики / Министерство сельского и водного хозяйства РУз. – Тошкент: Фан, 2013. –168 б.
Салимов О., Имомов Ш. Оптимизация процессов биогазовой установки по индивидуальному заказу // Irrigatsiya va melioratsiya, 2017, № 2(8). – С. 47-49.
Имомов Ш. Возобновляемые источники энергии – биогаз / Экологически вестник (Спец. Выпуск – Энергетика), 2009, № 3–4.
Результаты испытание образца биоудобрения после биогазовой установки БНПЗ. Испытательные Центр института химии растительных веществ им.акад. С.Ю.Юнусова АН.Р Уз. 25.07.2017.
Ш.Ж.Имомов, Hwang Sang Gu «Биогазовая установка с рекуператором тепловых отходов брожения» Доклад на первом международном конгрессе «Biodizel». Москва 26-27 ноябрь. 2008 г.
Биогаз на основе возобновляемого сырья. Сравнительный анализ шестидесяти одной установки по производству биогаза в Германии/Специальное агенство возобновляемых ресурсов (FNR) Хофплатц 1, 18276, Гюльцов, Германия.-2010.115 с.

вторник, 27 февраля 2018 г.

ВСЕ ОТХОДЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ.

В Японии построят завод по переработке всех отходов ферм в электроэнергию

Отходы в доходы

В японском городе Ябу (Yabu) начато строительство завода, на котором отходы фермерских хозяйств будут превращать в возобновляемую энергию и ингредиенты для производства некоторых видов продуктов питания.

Согласно сообщению, завод будет использовать современное оборудование компании Anaergia для переработки твердых отходов и очистки сточных вод. Инвестиции в объект сделала компания Toyo Energy Solution, которая и занимается его строительством, а в будущем и эксплуатацией.
В числе оборудования, которое задействуют на заводе, указаны система подачи навоза, системы извлечения органических веществ из неотсортированных отходов, ряд других линий для очистки и рекуперации ресурсов.
После извлечения из отходов органическое сырье будет трансформироваться в возобновляемую энергию путем анаэробного дигерирования (выдержания). Полученный в результате этого процесса биогаз превратится в примерно 1,4 МВт электроэнергии. Сточные воды с объекта будут обрабатываться для повторного использования при помощи молекулярных фильтров.
Возле объекта будет построена ультрасовременная теплица, которая будет использовать вторичное тепло, рекуперированное с объекта.
Самое интересное в наших социальных сетях:

среда, 21 февраля 2018 г.

ВЫРАЩИВАЕМ БИОДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО.

Как можно выращивать биодизельное топливо

Современные энергетические биотехнологии позволяют в прямом смысле выращивать экологически чистое топливо для дизельных двигателей.

Дизельные электростанции и транспорт являются весьма экономичными с термодинамической точки зрения преобразователями тепловой энергии, получаемой в результате сгорания топлива, в механическую и электрическую энергию. Однако их экологические показатели до сих пор оставляют желать лучшего. Что же здесь еще можно придумать? Оказывается, что в решении данной проблемы могут помочь водоросли.

Гораздо более чистые выхлопы будут у двигателей внутреннего сгорания, работающих на биодизельном топливе, которое в массовых объемах становится выгодно получать из быстро возобновляемого биосырья – водорослей (М. Ю. Росс, Д. С. Стребков. Биодизельное топливо из водорослей / Под ред. Ю. М. Щекочихина. – М., 2008). Последние реально просто культивировать в гигантских масштабах, используя для этого специальные технологические установки – фотобиореакторы.

Спектр штаммов

В природе существует множество разновидностей водорослей. Самыми быстрорастущими растениями на Земле являются микроводоросли. Только их, к примеру, насчитывается более 30 тысяч видов! Микроводоросли еще называются фитопланктоном либо микрофитами, и они составляют основное количество культивируемых водорослей.

Фотобиореакторы

Альтернативным открытому способу выращивания водорослей (например, в прудах и озерах) является закрытый, при котором штаммы водорослей (здесь и далее речь пойдет о микроводорослях, которые и являются наиболее пригодными для переработки в биодизельное топливо) выращиваются в специальных технологических установках – фотобиореакторах (фото). В конструкции последних обязательно входит источник света, и сам свет используется максимально эффективно, что весомо увеличивает производительность такой установки по водорослям.

Фотобиореактор может устанавливаться вертикально, что экономит производственные площади. Он представляет собой закрытую конструкцию и работает как автоматизированная система непрерывного действия, в которой условия культивирования водорослей строго выдерживаются. Однако нужно понимать, что капитальные вложения на создание фотобиореактора окупятся только через некоторое время.

В фотобиореакторе реализуется перемешивание культурной среды в процессе микробиологического синтеза. Фактически любой прозрачный контейнер либо даже закрытый тепличным способом пруд может являться фотобиореактором. В биотехнологической же промышленности классические фотобиореакторы включают в свой состав такие элементы: выростные емкости с источниками света, полиэтиленовые рукава или мешки, стеклянные либо пластиковые трубки.

Целевое действие фотобиореактора направлено на создание оптимальных условий для жизнедеятельности культивируемых в нем клеток и микроорганизмов. Здесь обеспечивается дыхание, подвод питания и отвод метаболитов – веществ, образующихся в организме в процессе обмена веществ. Все это осуществляется путем равномерного перемешивания газовой и жидкой составляющих содержимого фотобиореактора. При этом необходимо отметить, что нежелательно подвергать клетки тепловому или механическому воздействию.

Конструктивных исполнений фотобиореакторов существует очень много. Интересно, что отдельные конструкции, разработанные еще в 1980?х гг., даже сегодня являются образцами простоты и эффективности. К примеру, здесь можно отметить весьма удачную конструкцию фотобиореактора, созданного по авторскому свидетельству СССР SU 1570678 и являющегося изобретением.

Топливо из масла

После того как биомасса водорослей выращена и ее урожай собран, необходимо выделить растительное водорослевое масло для дальнейшей его конверсии в биодизельное топливо. Наиболее просто отжимать водорослевое масло механическим способом с помощью различных прессов, подходящих для той или иной разновидности водорослей.

Часто бывает, что при механическом отжиме комплексно используется еще химическое разрушение клеточных стенок водорослей за счет применения химических веществ. Использование органических растворителей приводит к увеличению экстракции масла из биомассы водорослей. Кстати, свежее выжатое водорослевое масло с высокой вязкостью уже реально возможно использовать в качестве топлива для питания адаптированных дизельных двигателей.

С теоретической точки зрения, весьма благоприятной для практического воплощения, биодизельное топливо из водорослей способно полностью заменить традиционное дизельное топливо. Биодизельное топливо не содержит серу, не является токсичным и легко разлагается. Поэтому инвестиции в развитие производства биодизельного топлива из водорослей – это вклад в будущее человечества и его устойчивое развитие в гармонии с окружающей природой.

Помимо механического отжима, возможна еще ультразвуковая экстракция. Для реализации этого высокотехнологичного способа выделения растительного масла из биомассы водорослей необходим кавитационный реактор. В нем ультразвуковые волны используются с целью создания кавитационных пузырей в среде биомассы водорослей. Когда эти пузыри взрываются в непосредственной близости от стенок клеток водорослей, то это порождает ударные волны и жидкостные струи, обеспечивающие разрыв мембран, и содержимое изливается в растворитель. В этом, если рассматривать процесс поверхностно, и заключается идея получения биодизельного топлива из водорослевого масла.

Переэтерификация

Как уже отмечалось выше, водорослевое масло, подобно другим растительным маслам, является очень вязким, если сравнивать его с традиционным дизельным топливом. Поэтому необходимо еще реализовать процесс конверсии растительного водорослевого масла в биодизельное топливо – переэтерификацию.

В технологическом процессе переэтерификации водорослевого масла в биодизельное топливо обычно используется этанол (этиловый спирт) и этилат натрия как катализатор. Этилат натрия образуется в результате протекания химической реакции этанола с натрием. Затем водорослевое масло (триглицериды) в присутствии катализатора образует биодизельное топливо и глицерол. Полученную химическую смесь разделяют определенным образом и выделяют из нее собственно биодизельное топливо.

Кроме рассмотренного выше технологического процесса снижения вязкости водорослевого масла, существуют и другие методики. Например, можно разбавлять 25 частей водорослевого масла с 75 частями традиционного дизельного топлива. Правда, полученная смесь уже не будет являться биодизельным топливом в чистом виде.

Водоросли – везде

Таким образом, подводя итоги сказанному выше, необходимо отметить, что водоросли – это реальное биоэнергетическое сырье для массового выращивания и последующей конверсии, в частности, в биодизельное топливо. Водоросли имеют поразительно высокую урожайность, а их сырьевая себестоимость, если вести разговор о развертывании и налаживании массовых производств, окажется с течением времени более или менее низкой. Экологически перспективные технологии сегодня востребованы и спрос на них обязательно будет возрастать.

Водоросли можно выращивать практически повсеместно, лишь бы достаточно было солнечного света. Более того, если их выращивать с использованием выбросов газов от тепловых электростанций, то при таком производстве биодизельного топлива из водорослей попутно будет реализовываться эффект снижения содержания углекислого газа и оксидов азота в атмосфере. Сегодня это тоже очень важное экологическое направление.

Иван ТРОХИН

среда, 14 февраля 2018 г.

БИОТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО

9 технологий будущего, в которых используются водоросли.

Водоросли обладают уникальными свойствами: получают энергию от солнечного света, потребляют CO2 из атмосферы и выделяют кислород. Некоторые из этих микроорганизмов производят масла, которые можно использовать в качестве топлива для автомобилей и даже в качестве альтернативного источника белка для людей.