Биотопливо и биомасса: перспективы использования

По мере того как возобновляемые источники энергии становятся все более важными, все чаще встречаются такие термины, как биомасса и биотопливо.

Биомасса как топливо становится все более популярным в качестве альтернативы углю и другим ископаемым видам топлива. Его популярность обусловлена экологическими и экономическими причинами. Это наименее вредное топливо с точки зрения выбросов в атмосферу, а также является возобновляемым топливом.

В чем разница между биомассой и биотопливом?

Биотопливо и биомасса — два термина, которые часто используются как взаимозаменяемые, но это не одно и то же. Хотя оба термина относятся к органическим веществам, они имеют четкие различия.

Биомасса — это термин, используемый для обозначения любого органического материала, например, древесной щепы, который может быть использован в качестве источника топлива.

Биотопливо перерабатывается и очищается для получения жидкого топлива, такого как этанол или биодизель, оно используется в двигателях.

Основное различие заключается в том, что:

• биомасса — это любой вид органического вещества,
• биотопливо — это особый вид топлива, созданный из биомассы.

Оба вида топлива важны для снижения зависимости от невозобновляемых источников энергии и сокращения выбросов парниковых газов.

Что такое биотопливо и как оно производится?

Биотопливо — это вид топлива, получаемый из возобновляемых биологических ресурсов, таких как растения и животные. В отличие от ископаемого топлива, которое является конечным и невозобновляемым, биотопливо может производиться устойчивым и экологически безопасным способом.

Существует несколько видов биотоплива, включая этанол, биодизель и биогаз. Этанол обычно производится из кукурузы, сахарного тростника или других культур, а биодизель — из растительных масел или животных жиров. 

Биогаз, с другой стороны, производится из органических веществ, таких как пищевые отходы, сельскохозяйственные остатки и даже отходы жизнедеятельности человека и животных.

Процесс производства биотоплива варьируется в зависимости от типа производимого топлива. Например, этанол обычно производится в процессе ферментации, когда сахара, содержащиеся в растительном материале, преобразуются в спирт. 

Биодизель производится в процессе переэтерификации, который включает в себя реакцию растительных масел или животных жиров со спиртом для получения топлива, которое может быть использовано в дизельных двигателях.

Одним из основных преимуществ биотоплива является то, что оно выделяет меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо, что может помочь смягчить последствия изменения климата. Кроме того, использование биотоплива может помочь уменьшить нашу зависимость от иностранной нефти и способствовать энергетической независимости.

В целом, биотопливо представляет собой перспективную альтернативу традиционному ископаемому топливу, способную стать устойчивым и экологически чистым источником энергии в будущем.

Что такое биомасса?

Биомасса как топливо является самым популярным возобновляемым источником энергии. Это органическое вещество, т.е. вещества растительного и животного происхождения, которые поддаются биологическому разложению.

Состоит из бытовых отходов, остатков сельскохозяйственного производства, лесного хозяйства, промышленных и коммунальных отходов. Поэтому биомасса является органическим продуктом фотосинтеза.

Широко используется в качестве топлива прежде всего древесина, ее отходы, солома, гранулы, брикеты, а также зерно и специально выращенные энергетические культуры. Биомасса используется в отопительных целях по экономическим и экологическим причинам.

Использование биомассы в отопительных целях является безопасно для окружающей среды, в отличии от использования ископаемого топлива, поскольку содержание вредных элементов ниже.

Выброс диоксида серы при его сжигании значительно ниже, чем при сжигании угля, а количество диоксида углерода, образующегося в процессе сжигания, не превышает количество, ранее поглощенное заводами в процессе фотосинтеза.

Получения топлива из биомассы?

Для получения биомассы выращиваются энергетические культуры, которые представляют собой растения, характеризующиеся высоким ростом и низкой потребностью в почве.

В России используются, в частности, следующие растения: ива, мальва, подсолнечник, многоцветковая роза, сахалинский трилистник, гигантский мискантус или сахарный мискантус. Количество золы, образующейся при сжигании биомассы, невелико и может быть использовано в качестве минерального удобрения.

Благодаря тому что биомасса легко доступна и конкурентоспособна по цене, ее выгодно использовать в отоплении. А также для этих целей мы можем использовать отходы. Более сухая и уплотненная биомасса имеет высокую энергетическую ценность.

Считается, что обработанная древесина, то есть брикеты или пеллеты, имеет самую высокую теплотворную способность. Кроме того, также используются солома и зерновые культуры.

Какие виды биотоплива существуют и как они используются

Биотопливо становится все более важным источником энергии во всем мире. Они являются возобновляемыми и устойчивыми, что делает их привлекательной альтернативой ископаемому топливу. 

Существует несколько видов биотоплива, и каждый из них обладает своими уникальными свойствами и возможностями использования.

Наиболее распространенными видами биотоплива являются этанол и биодизель. Этанол производится из растительных материалов, таких как кукуруза, сахарный тростник и пшеница, и обычно используется в качестве топливной добавки к бензину. 

Он также используется в качестве самостоятельного топлива в некоторых транспортных средствах, особенно в таких странах, как Бразилия и США. Биодизель, производится из растительных масел и животных жиров и используется в качестве прямой замены дизельного топлива.

Другим видом биотоплива является биогаз, который производится в результате анаэробного сбраживания органических материалов, таких как пищевые отходы, сельскохозяйственные отходы и сточные воды. 

Биогаз можно использовать в качестве топлива для электро- и теплоснабжения, а также в автомобилях со специальными двигателями.

Биоэтанол и биодизель — не единственные виды жидкого биотоплива. Существуют также биосырье и биомасла. Биомасло получают из биологической массы в процессе пиролиза, который заключается в нагревании биомассы в отсутствие кислорода. 

Биомасло, в свою очередь, производится в процессе, называемом сжижением, который включает в себя преобразование биомассы в жидкую форму.

Твердое биотопливо также доступно и включает в себя древесину, солому и другие сельскохозяйственные отходы. Эти материалы можно использовать для отопления и выработки электроэнергии в домах и промышленности.

Читайте также: Современные твердотопливные котлы

Биотопливо предлагает разнообразные возможности для получения устойчивой энергии. Используя возобновляемые ресурсы для производства энергии, биотопливо может помочь снизить выбросы парниковых газов и зависимость от ископаемого топлива. 

По мере развития технологий, вероятно, появятся новые и инновационные виды биотоплива, что еще больше расширит возможности устойчивой энергетики.

Какие типы биотоплива?

Гранулы

Пеллеты — это гранулы в форме цилиндров, получаемые из злаковой соломы, рапсовой соломы, энергетических культур или древесных отходов, т.е. опилок, стружки и щепы, но древесные отходы считаются самыми ценными.

Пеллеты изготавливаются путем прессования под высоким давлением, таким образом, сжимая энергию. И что еще не мало важно их производство происходит без химических веществ.

За счёт низкого содержания влаги сохраняется хорошие энергетические свойства, что в свою очередь позволяет добится более эффективного сжигание. Возможна установка котлов на пеллетах, не требующих обслуживания, для комфортной, автоматической работы.

Использование пеллетной печи позволит снизить затраты на отопление дома до 40-50%. Гранулы хорошего качества должны иметь яркий цвет и не распадаться при нажатии. Гранулы темного цвета содержат кору и вяжущие вещества, которые вызывают чрезмерный нагрев в процессе сгорания.

Брикет

Брикет образуется в результате сжатия под большим давлением смеси горючих компонентов, таких как опилки, солома, уголь, торф. Он имеет более высокую плотность, чем древесина, поэтому его теплотворная способность выше, чем у необработанной древесины.

Он не содержит никаких химических добавок. Как и гранулы, брикет сгорает почти полностью, а количество золы, образующейся в процессе сгорания, невелико.

Прочее биотопливо

Солома, которая также является возобновляемым сырьем, принадлежит к группе биотоплива. Излишки сельскохозяйственного производства могут быть использованы в целях отопления как дополнительный доход для фермеров.

Особенно ценны рожь, пшеница, гречка, рапс и подсолнечник. При сжигании соломы образуется столько же углекислого газа, сколько при ее минерализации. Чаще всего неполное сгорание соломы связано с трудностью дозирования воздуха.  Для того чтобы солома хорошо горела, ее влажность не должна превышать 15%

Зерновые культуры и фруктовые косточки также являются ценным топливом. Европейский Союз признает использование зерна для отопительных целей в качестве одного из полезных способов использования излишков сельскохозяйственной продукции.

В России сжигание зерна вызывает много споров, однако следует отметить, что для отопительных целей используется в основном гнилое или зараженное болезнями зерно. Самым популярным топливом является зерно овса. Энергетическая ценность зерна аналогична энергетической ценности гранул, однако при сжигании зерна образуется большее количество золы.

Преимущества использования биомассы в качестве источника энергии

Биомасса, получаемая из органических веществ, может быть использована в качестве источника энергии различными способами. Она может быть преобразована в твердую, жидкую или газообразную форму и сожжена для получения тепла или электроэнергии. 

Использование биомассы в качестве источника энергии имеет множество преимуществ как для окружающей среды, так и для экономики.

Прежде всего, биомасса является возобновляемым ресурсом, что означает, что ее можно пополнять, и она не истощается так, как ископаемое топливо. Это делает ее более устойчивым вариантом для производства энергии. 

Читайте также: Масляное отопление: принцип работы и затраты

Кроме того, использование биомассы помогает сократить выбросы парниковых газов и смягчить последствия изменения климата. При сжигании биомассы выделяется двуокись углерода, но поскольку растения, используемые для создания биомассы, поглощают такое же количество двуокиси углерода во время своего роста, чистые выбросы углерода считаются нейтральными. 

В отличие от сжигания ископаемого топлива, при котором высвобождается углерод, миллионы лет находившийся под землей.

Помимо экологических преимуществ, использование биомассы может иметь и экономические выгоды. Биомасса может производиться на местах, что позволяет создавать рабочие места и поддерживать местную экономику. 

Она также может стать надежным источником энергии, что поможет стабилизировать цены на энергоносители и снизить зависимость от импорта ископаемого топлива.

Одна из проблем использования биомассы заключается в том, что ее производство и транспортировка могут быть дорогими, особенно по сравнению с ископаемым топливом. Однако по мере развития технологий и достижения эффекта масштаба ожидается снижение стоимости использования биомассы.

Следует отметить, что биомасса имеет множество преимуществ в качестве источника энергии, начиная с ее возобновляемости и потенциала для сокращения выбросов парниковых газов, и заканчивая ее способностью поддерживать местную экономику и обеспечивать надежный источник энергии. 

По мере продвижения к более устойчивому будущему биомасса, вероятно, будет играть все более важную роль в нашем энергетическом балансе.