http://www.eprussia.ru/epr/333-334/7099861.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 01-02 (333-334) январь 2018 года
Как можно выращивать биодизельное топливо
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.
Биотопливо, Топливо, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ),
Отправить на Email
-
20.04.2021 11:24:18 Александр МОГИЛЕНКО, к. т. н.Ветроэнергетическая отрасль мира: итоги 2020 года
278
Прошлый год стал рекордным для мировой ветроэнергетической отрасли. Несмотря на пандемию коронавируса, объем ввода мощностей достиг 93,0 тыс. МВт, что почти на 30 тыс. МВт превысило показатель предыдущего рекорда (в 2015 году было введено немногим более 63,0 тыс. МВт). Рост к 2019 году составил 53%. При этом 86,9 тыс. МВт было построено на суше (93,5% от введенной мощности) и 6,1 тыс. МВт — в прибрежных водах.
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Ветроэнергетика, Ветроэлектростанция
20.04.2021 01:07:10Аналитики АКРА оценили «солнечные» перспективы эмиссии облигаций проектного финансирования (ПФ) в России
322
В частности, они отмечают, что рынок инструментов привлечения финансирования в зеленые проекты сейчас развивается во многих странах мира. При этом отечественный рынок ПФ в данной отрасли делает только первые шаги, но имеет большой потенциал.
Возобновляемая энергетика, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
19.04.2021 18:39:36Новый алгоритм расчета запасов топлива на электростанциях
150
С 1 марта 2022 года в РФ вступит в силу новый алгоритм расчета нормативов запасов топлива на электростанциях.
Законы, Минэнерго, Топливо, Электростанция
05.04.2021 10:06:27Плавучая солнечная ферма
745
В акватории Сингапура появились тысячи солнечных панелей. Столь радикальный метод получения энергии продиктован элементарной нехваткой земли — в городе-государстве нет «лишней» территории для строительства солнечных парков.
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Солнечная энергетика
-
27.01.2018 12:53:34 Владимир НЕСТЕРОВАрхангельские энергетики подключили к сетям новую школу-сад в Каргополе
1353
Специалисты филиала МРСК Северо-Запада «Архэнерго» обеспечили технологическое присоединение к электрическим сетям заречной начальной школы-сада в городе Каргополе Архангельской области. В январе 2018 года она распахнула свои двери для детей.
Техприсоединение, Электрические сети
28.01.2018 02:46:53 Евгений ХРУСТАЛЕВВоздушная ветроэнергетика
4528
Ветроэнергетика развивается крайне динамично. В год в мире строится огромное количество агрегатов суммарной мощностью, сравнимой со всей российской гидроэнергетикой.
Ветровой генератор, Ветротурбина, Ветроэнергетика, Ветроэлектростанция, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
27.01.2018 12:03:15 Ирина КРИВОШАПКАВыключатель с уникальными характеристиками
2082
ЗАО «РАДИУС Автоматика» представило инновационную разработку: выключатель вакуумный ВВ-РА-10‑20‑1000‑У2 разработки и производства ООО НПФ «РАДИУС» войдет во все комплектные распределительные устройства внутренней установки номинальным напряжением 6 (10) кВ трехфазного переменного тока частоты 50 Гц.
Электротехника
27.01.2018 12:38:03 Андрей САЛМАНОВГод важных решений и проектов
2911
Электрические сети
28.01.2018 03:03:54 EnelEnel и Pacific Gas and Electric подписали соглашение о хранении электроэнергии
2134
Итальянский энергоконцерн Enel, действуя через свою дочернюю компанию Enel Green Power North America, подписал три соглашения о создании объектов хранения электроэнергии с энергетической компанией Pacific Gas and Electric (PG&E), работающей в американском штате Калифорния. В рамках данных соглашений Enel осуществит в Калифорнии проекты по созданию независимых энергоаккумулирующих объектов Kingston, Cascade и Sierra на основе литий-ионны...
Аккумуляторы, Хранение электроэнергии
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
26409
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей
24689
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?
22218
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
25.11.2019 09:04:52 Славяна РУМЯНЦЕВАКто виноват, что в Японии «запретили» микроволновки
15835
Микроволновая печь, как и составляющий ее основу магнетрон, до сих пор имеют множество противников. Масса негативных мифов о СВЧ-печах находят своих почитателей, а фейковые новости о вреде бытовой техники распространяются по всему миру.
Инновации
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации
15040
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
