Biogoriva: kako učinkovito uporabljati kmetijske odpadke

Prej ali kasneje bodo neobnovljivi minerali, ki se zdaj uporabljajo kot gorivo, popolnoma izčrpani. Zato se po vsem svetu uvajajo različne tehnologije, ki uporabljajo biogoriva. Lahko nadomesti tradicionalne vire energije na večini področij človeške dejavnosti in jo pridobi, je dovolj, da se posebni način reciklirajo kmetijski odpadki.

Splošne določbe

Osnovni pojmi

Začnimo z opredelitvijo, kaj so biogoriva. Upoštevana vrsta energetskega nosilca je popolnoma organska in se z ustrezno opremo lahko uporablja za ogrevanje stanovanjskih zgradb, oskrbovanje avtomobilov, napajanje industrijskih obratov in tako naprej.

Plinaste, tekoče ali trdne biogoriva se lahko proizvajajo iz različnih kmetijskih rastlin (na primer iz oljne repice), pa tudi iz odpadnih izdelkov živali in ljudi (biogoriva iz gnoja). To pomeni, da surovine za njegovo proizvodnjo praviloma tiste proizvode, ki so bili prej poslani na odlagališče.

Poleg tega je prednosti te vrste energije mogoče pripisati njihovi prijaznosti do okolja. Med zgorevanjem se sproščajo veliko manj škodljivih snovi, ki vplivajo na stanje okolja. To ugodno razlikuje kotelje iz biogoriv iz ogrevalne opreme na dizel ali plin, ki so znani po svojih rakotvornih izpušnih plinih.

Ampak biogorivo ima znatne pomanjkljivosti:

• nizka toplotna zmogljivost - tekoče biogorivo, pereč v izmenjevalniku toplote, oddaja manjšo količino toplote kot podobna količina bencina ali dizelskega goriva;
• visoki proizvodni stroški - sodobne tehnologije še ne omogočajo proizvodnje biogoriv - tekoče, trdne ali plinaste - v industrijskem obsegu, ker je njegova cena nekoliko višja od tradicionalnih energetskih nosilcev;
• Močne korozivne lastnosti - rastlinska olja in živalske maščobe, ki so del organskih energetskih nosilcev, močno uničujejo mehanizme, zaradi česar jih je težko uporabiti pri motorjih z notranjim zgorevanjem in drugih podobnih sistemov.

Trenutno je pridobivanje biogoriv z manj agresivnimi lastnostmi in cenejšimi metodami ena od prednostnih smeri znanstvenih raziskav znanstvenikov po vsem svetu. Ogromen napredek na tem področju omogoča, da se lahko z zaupanjem poveste, da se bo v bližnji prihodnosti mogoče znebiti večine pomanjkljivosti te vrste energije.

Že pogosto uporabljana biogoriva za rastlinjake in druge kmetijske strukture. Plin, dobljen s predelavo gnoja ali peletov, se uporablja za ustvarjanje udobne mikroklime, v kateri rastejo številni pridelki. (Glej tudi članek Ogrevanje rastlinjaka pozimi: značilnosti.)

Bodite pozorni! Za razliko od naravnih nafte in plina, ki se proizvajajo samo v krajih njihovega nastanka, biogoriva niso vezane na depozite in jih je mogoče namestiti kjerkoli v naši državi.

Proizvodnja biogoriv

Tudi na začetku raziskav, povezanih z razvojem energije iz kmetijskih odpadkov, so znanstveniki izrazili strah, da se v prihodnosti, ko postanejo pogonska biogoriva, pojavijo problemi s hrano. To je mogoče, če se pridelki (koruza, posevek, koruza) ne uporabljajo za predvideni namen, ampak za destilacijo v gorivo.

Da bi se temu izognili, so znanstveniki iskali druge vire energije iz biogoriv. Kot rezultat svojih raziskav se je pojavila druga generacija biogoriv in novejših različic.

Sem spadajo snovi, ki niso pridobljene iz rastlin samih, ampak iz njihovih odpadkov: listi, lupine, korenike in tako naprej. Ugledni predstavnik te vrste hladilnega sredstva je biogorivo iz žagovine in gnoja - plin iz metana in ogljikove kisline, ki se v vsakdanjem življenju imenujejo "odplake".

V sestavi je popolnoma identičen naravnemu fosilnemu metanu. Po odstranitvi nepotrebnih elementov iz njega se lahko uporablja za proizvodnjo etanola za peči, ki segrevajo določene strukture.

Najbolj inovativno biogorivo - predstavitev, ki je potekala ne tako dolgo nazaj - je narejena iz alg. Te podvodne rastline se lahko gojijo v ribnikih, ki niso primerni za kmetijske potrebe. Poleg tega jih je mogoče gojiti v ti fitobioreaktorjih.

Ko se razvijajo, ti organizmi tvorijo molekularne strukture, ki so podobne strukturi olja v njihovi strukturi. Biogorivo iz alg je najbolj obetaven razvoj, vendar je njegova praktična uporaba še vedno zelo daleč.

Bodite pozorni! Pozitiven vidik uporabe alg je mogoče pripisati dejstvu, da v svojem življenju absorbirajo ogljikov dioksid in zmanjšajo količino toplogrednih plinov v ozračju našega planeta.

Sorte biogoriv

Energetski viri biogoriv kljub pomanjkljivostim v sestavi in ​​proizvodni tehnologiji, navedeni v prejšnjih poglavjih, se zdaj uporabljajo. Na nekaterih področjih človeške dejavnosti nadomestijo električno energijo. Obstajajo celo celotni kotli na biogorivo, s pomočjo katerih se izvaja ogrevanje stanovanjskih, poslovnih in industrijskih objektov.

Najbolj pogosto uporabljena biogoriva so:

• tekočina;
• trdna.

Vsako izmed njih podrobneje razmislimo.

Tekoče

Eden od najprimernejših pridelkov za proizvodnjo biogoriva je posilstvo.

Energijski nosilec se proizvaja v skladu z naslednjo shemo:

• Zbrani oljni ogršči se podvrže čistem čiščenju, zaradi česar se odstrani smeti, tla in drugi tuji elementi;
• po tem se rastlinske surovine zdrobijo in stisnejo, da dobijo torto;
• potem pride do esterifikacije repičnega olja - iz te snovi se izločajo hlapni estri s pomočjo posebnih kislin in alkoholov;
• na koncu se nastalo biodizelsko gorivo očisti z nepotrebnimi oljnimi nečistočami.

Nasvet! Nastala snov je primerna za samostojno uporabo in se lahko uporablja tudi kot dodatek za dizelsko gorivo, kar omogoča zmanjšanje škodljivih emisij v ozračje.

Poleg tega je pogosto razširjeno biogorivo E-95, ki nadomešča tradicionalni bencin. Ta tip energetskega nosilca je sestavljen iz etilnega alkohola z dodatki, ki zmanjšujejo korozivni učinek na kovine in gumijaste dele motorjev z notranjim zgorevanjem, nameščenih v avtomobile.

Prednosti biološkega bencina so:

• stroški tega goriva so nižji od običajnega;
• pri uporabi se poveča trajanje delovanja olja in filtrirnih elementov;
• zgorevanje biogoriv ne vodi v nastanek plošče na svečkih, ki preprečujejo prehod iskre;
• motor z notranjim izgorevanjem na biobenzenu ne oddaja škodljivih snovi v ozračje;
• etanol se slabša in ne eksplodira med prometnimi nesrečami;
• Organski bencin detonira pri nižji temperaturi, ker se motor v avtomobilu ne pregreje v topli sezoni.

Kljub zgoraj navedenim prednostim, tekoče biogorivo ima več pomanjkljivosti, ki preprečujejo njegovo široko razširjenost v gospodarsko dejavnost:

1. Ko uporabljate organski bencin, motorji z notranjim zgorevanjem in druga oprema hitro ne uspe, ker snovi, ki sestavljajo naravne energetske nosilce, povzročajo korozijo in uničijo gumijasto tesnilo agregatov. Učinkovitih načinov za boj proti temu pojavu še ni bilo.
2. Za popolno zamenjavo fosilnih goriv z biološko bi bilo potrebno znatno razširiti površino kmetijskih zemljišč, kar je trenutno nemogoče. Poleg tega je površina zemljišč, primernih za gojenje rastlin, omejena. Rešitev problema lahko služi kot gorivo tretje generacije, katerega razvoj še ni zaključen.

Trdno

Poleg tekočih biogoriv je trdna organska energija pridobila zaslužno priznanje med potrošniki po vsem svetu.

Njihove značilnosti so naslednje:

1. Izdelana iz različnih surovin biološkega izvora. To je lahko organska izguba ljudi in živali ter delov različnih rastlin.
2. Bistvo tehnološkega procesa proizvodnje trdnih biogoriv je učinkovita uporaba različnih metod cepitve celuloze. Trenutno potekajo številne raziskave, katerih namen je ponoviti naravne procese cepitve, ki se pojavijo v prebavnem traktu živih organizmov.
3. Za izdelavo trdnega organskega goriva se uporablja tako imenovana biološka masa, ki ima določeno konsistenco in proporcije. Končni izdelek dobimo z odstranjevanjem vlage iz surovin in nadaljnjim stiskanjem.

Najpogosteje je trdna energija dobavljena v naslednjih oblikah:

• briketi;
• peleti;
• granule.

Neodvisna proizvodnja biogoriva

Potrebne surovine

Ustvarjanje lastnega biogoriva je dovolj enostavno. To zahteva veliko količino gnoja in ne zelo zapleteno opremo, ki jo lahko naročite pri specializiranih podjetjih.

Stroški, ki nastanejo v začetni fazi, se bodo v naslednjih nekaj letih izplačali. Kotlovnica za biogorivo, ki ne ogreva le agrotehnične in govedorejske prostore, temveč tudi stanovanjsko hišo, bo znatno prihranila na računih komunalnih storitev.

Najbolj primeren z energetskega vidika je gnoj za konje. Vendar pa se vsaka kmetija ne ukvarja z vzrejo teh živali, zato je v obratih za proizvodnjo bioplina mogoče uporabiti odpadke drugih živali.

V procesu lahko uporabimo naslednje organske zmesi:

• konjski odpadki, pomešani s šoto ali slamo;
• gnoj, pomešan s stebli, ki ostanejo po predelavi lana;
• gnoj, pomešan z organskimi človeškimi odpadki;
• kravji gnoj, pomešan s konjem v razmerju 50/50;
• odpadki krav, pomešani z žaganjem;
• konjni gnoj, pomešan z padelimi listi.

Pred izdelavo bioplina mora biti surovina nameščena v zapečatenem bunkerju, kjer bo dolgo časa trajala fermentacija. Po tem se odvečna tekočina iz biološke mešanice izhlapi in dobljeni biometan se uporabi za zadovoljevanje različnih gospodarskih potreb.

Domača biogoriva

Naslednje navodilo govori o tehnologiji enote za samo-proizvodnjo, ki se lahko uporablja za proizvodnjo biogoriva.

Potrebno je narediti naslednje:

1. Najprej kopite jamo velikosti, ki jo potrebujete (odvisno od količine razpoložljivih surovin).
2. Stene jame je treba po možnosti ojačati z betonskimi obroči. To bo preprečilo, da bi tla prenehala. Spoji je treba skrbno zapečatiti s konkretno raztopino z dodatkom plastifikatorjev, ki preprečujejo uhajanje, skozi katero lahko proizvedeni bioplin izhlapi.
3. Zgoraj je konstrukcija hermetično zaprta s kupolo, v kateri so izvrtane luknje in nameščeni cevovodi, ki so potrebni za dobavo plina potrošnikom.
4. Da bi povečali učinkovitost naprave, lahko grelec pritrdite v rezervoar v obliki tuljav, ki delujejo na električni energiji.

Bodite pozorni! Za uporabo organskega plina je potrebno posodobiti ogrevalno opremo ali rekonstruirati gorilnike, tako da bo v zgorevalno komoro vstopalo več kisika.

Postopek pridobivanja biogoriv je naslednji:

• ekološke surovine se dovajajo v rezervoar (njegova sestava je podrobneje razložena v prejšnjem poglavju);
• tudi tam je treba dodati vodo, povečati vsebnost vlage v organskih snovi do 70%;
• po tem je treba vklopiti grelni element in temperaturo gnoja povečati na 35 stopinj;
• po začetku fermentacije se temperatura mešanice še poveča, zaradi česar se začne plin, ki se uporablja za pogon teh ali drugih porabnikov.

Ekološko gorivo za kamine

Poleg bioplina in organskega bencina, katerega uporaba še ni zelo razširjena, lahko že občutite vse užitke uporabe biogoriv. To je Planica fanola tekočina, ki je posebej zasnovana za uporabo v biofireplastih in se lahko uporablja brez prileganja dimnika in posebnega prezračevanja.

Pri gorenju ta vrsta goriva ne tvorita gorečega in dima ter ne oddajajo škodljivih snovi, ki bi lahko škodovale človeškemu telesu.

En liter tekočine, ki se vžge v poseben rezervoar, nameščen v kaminu za biogoriva, lahko s toploto sprosti vsaj 6 ur, katerega moč je enaka 3 kW energije. To je skoraj dvakrat večja kot bolj pogosta, a manj okolju prijazna drva.

Zaključek

Biofuel je eden od obetavnih razvojnih dosežkov, ki bodo v prihodnosti cenili vse prednosti. Vendar to ne preprečuje uporabe samozadotovega biogoriva za rastlinjak ali kopel. Več o tem lahko izveste na spodnjem videu.