Биогорива първо поколение. Биоетанол

Биогорива I поколение
Биоетанол I поколение

•Биогоривата
са
транспортни
горива,
получени
от
органични

материали
. Най­
често
срещаните
биогорива
днес са
биодизелите
и
биоетанолът
.
•Биогоривата
имат
уникална
роля в
енергийната

политика
на Европа.
Днес
те са
единственият
пряк
заместител
на
петрола
в
транспорта
, който е
наличен
в широк
мащаб
. Други
технологии
като
водорода
имат
огромен
потенциал.
Те
обаче са много
далеч
от
широкомащабната

приложимост
и ще
наложат

съществени

промени
в
автомобилния
парк
и

разпределителната

система
за гориво.
Биогоривата
могат
да
се използват
днес
в обикновените
автомобилни

двигатели
(без
модификации
,
когато
са в малки
концентрации
, и с
някои
евтини
модификации
,
когато
са в по­
големи

концентрации
).

•Биогоривата
са получени в резултат на
обработка
на биомаса, която от своя
страна
е възобновяем източник

Използват
слънчогледови
култури
, рапица, захарна тръстика, палмово
олио
и други. На практика всеки тип
органична
суровина, богата на
въглеводороди
и достъпна в големи
количества
, е пригодна за производството на
биогориа
.

В
Испания се развива проект за
използването
на портокалови кори за
производство
на биогорива.

•Най
­големи добиви (от 7 до 13 пъти по
големи
от тези на захарна тръстика) се
получават
от използването на водорасли.

Биогоривата
от своя страна
се
разделят на няколко
поколения
:
•Първото
поколение
–
получават
се от
хранителни
продукти;
•Второ
поколение
­
използват
биоотпадъци;
•Трето
и четвърто
поколение ­
предимно от
енергийни
култури и
микроводорасли
.

Биогорива I поколение
•Първото
поколение биогирива
са
тези, които се
получават
от нишесте или други лесно достъпни
захари
и растителни масла от семена на пшеница,
царевица
, соя, захарна тръстика, рапица,
слънчоглед
. Крайният продукт при ферментирането
на
нишестето на зърното е
биоетанол,
а семената
на
маслодайните растения се пресоват до
получаването
на растителни масла, от които се
произвежда

биодизел.
Недостатък на това
поколение
е, че суровините, използвани за
производство
, могат да служат като храна за
животните
или за хората и следователно
биогоривата
от първо поколение се конкурират с
храната
. роблемите са широко дискутирани: от
нетни енергийни загуби, през емитирането на
парникови
газове до драстичното поскъпване на храните
.

Биоетанол
•В
последните години,
в
опит да се намали
използването
на
изкопаеми
горива и
да
се ограничи
количеството

въглероден
диоксид,
изхвърлян
в
атмосферата
, все по­
сериозно
внимание
се
обръща на
производството
и
използването
на
биогорива
.
•Едно
от най­широко
използваните
в
световен
мащаб е
биоетанолът
. Заедно
с
биодизела, той се
явява
основен
заместител
на
петрола
и се
възприема
като една
от
най­обещаващите
както
в
краткосрочен
, така и
в
дългосрочен план
алтернативи
на
транспортните

горива
.

•Като
възобновяем енергиен източник,
биоетанолът
е въглеродно неутрално
гориво
, допринасящо за намаляване на
количеството
парникови газове в
атмосферата
.
•Сред
основните му предимства е и фактът,
че
за производството му не се налага
използването
на специфични
селскостопански
култури, виреещи в
отделни
райони, а могат да бъдат
използвани
традиционно отглеждани
местни
култури. Това дава възможност
биоетанолът да бъде произвеждан
навсякъде
по света.

Предимств
а
на
биоетанола
•Като
гориво
биоетанолът
има
редица
предимства
пред
традиционните
горива
. Той се
произвежда
от
достъпни

възобновяеми

енергийни
източници, а
не
от изчерпаеми
ресурси
.
•Използването
му води
до
редуциране на
емисиите
от парникови
газове
. Известно е, че
транспортната
система
е
виновна за около 22%
от
всички парникови
газове
. С използването
на
биоетанола част от
тези
емисии могат да
бъдат
намалени.
•Смесването
на
биоетанол
с петрол
може
да допринесе за
удължаване
живота на
петролните
залежи, а
също
така да подобри
сигурността
,
намалявайки

зависимостта
от
страните
­доставчици.

•Производството
на биоетанол би
подпомогнало
и развитието на селското
стопанство
, поради необходимостта от
отглеждане
на по­голямо количество от
подходящите
за производството на
биоетанол
селскостопански култури.
• Биоетанолът
е биоразградим и в много по­
малка
степен токсичен от изкопаемите
горива
. В допълнение, използването на
биоетанол
в определени конструкции
двигатели
може да подпомогне
намаляването
на количеството въглероден
монооксид, произвеждан от превозните
средства
, което би се отразило благотворно
върху качеството на въздуха.
• Като
предимство на биоетанола може де
се
посочи и лекотата, с която той може да
бъде
интегриран в съществуващите
горивни
системи на транспортните
средства
.

Производство
Биоетанолът
основно се произвежда
чрез
ферментационни процеси, добре
познати
и използвани при производството на
бира
и алкохол. Той може да бъде получен
също
и чрез химично взаимодействие на
етилен
и пара.
Основни
суровини за производството му се
явяват
съдържащите захари
селскостопански
култури като захарна
тръстика
, захарно цвекло, отпадни продукти
от
захарните рафинерии и култури с високо
съдържание
на скорбяла като царевица,
жито
, пшеница и др.
Развитието
на технологиите за преработка
на
лигноцелулозни култури позволява да се
използват
не само култури с високо
съдържание
на скорбяла и захари, но също
така
и дървесна биомаса или отпадна
дървесина
от горското стопанство. За
момента
, процесът на преработка на
лигноцелулозна
биомаса се явява
сравнително
скъп на фона на традиционно
използвания
процес на ферментация.

• В
последните години се появи и
концепцията
за биорафинериите, които
въвеждат
процеси и технологии за
обработка
на биомаса за производството на
различни
продукти, включващи горива,
енергия
, химикали и храни за добитък. По
този
начин се дава възможност да се
използват
предимствата на естествените
различия
в химичния и структурния състав
на
използваната биомаса.
Като
основни етапи в процеса на
производство
на биоетанол в зависимост от
състава
на биомасата, се обособяват
първоначалното
складиране на биомасата,
нейното
смилане и извличане на сока,
неговото
разреждане, хидролиза за
скорбялната
и дървесната биомаса,
ферментация
с ензими и мая, съхраняване
на
СО2 и връщане на етанола, изпарение,
дестилация
, обработка на отпадните води,
съхраняване
на горивото.

Производството
преминава през следните
няколко
фази:
lПодготовка
на суровината;
lФерментация
на преобразуваната захар;
lДестилация
и ректификация;
lОтделяне
на водата;
lОбработване
на остатъчните вещества;
lСкладиране
и транспорт на продуктите.

•Първоначално е необходимо суровините
съдържащи скорбяла и захар да се разложат, като
този процес е различен при различните
суровини:
•При суровини съдържащи скорбяла е
необходимо тя да се хидролизира, след което се
внасят ензими разграждащи обработената
суровина до нискомолекулна захар.
•При суровини съдържащи захар под формата на
дизахарид се използват дрожди, които я
преобразуват в монозахарид и се оставя да
ферментира.

Чрез добавянето на дрожди по време на ферментацията се
извършва превръщане на монозахаридите в етанол и
въглеродна киселина благодарение на произвеждан от дрождите
ензим. За това превръщане се използват различни методи:
периодичен, каскаден и непрекъснат производствен метод.

•За
да се отдели етанол от зрялата
ферментирала
каша се използва
дестилационна
колона. Полученият продукт
от
дестилацията /смес на вода и етанол/ е
обикновено
със съдържание на етанол 96­
97%.
•Тъй
като за целите на карбураторните
горива
етанолът не трябва да съдържа
вода
е необходимо да се отстранят
останалите
3­4 % чрез различни методи –
дестилация
с увличащи агенти, използване
на
мембранни и молекулни сита.

Свойствата на биоетанола допринасят за
повишаване на октановото число на бензините,
тъй като етанолът има по-високо октаново число
и подобрява антидетонационните характеристики
на горивото.
Недостатъците на биоетанола
са ниското му енергийно
съдържание в сравнение с
бензините (1 литър етанол
замества около 0,66 литра
бензин), както и повишаването на
налягането на наситени пари на
бензините при наличие на етанол,
което е опасно особено през
летния сезон.

Традиционното производство на биоетанол е
енергоемък процес, но въпреки това енергийният
баланс на биогоривото е положителен.
В сравнение с конвенционалните горива се
спестяват 0,8-1,5 kg CO2 на литър гориво. Освен
това благодарение на доброто му биологично
раграждане биоетанолът не опасен за почвата и
водите.

•Биоетанол
от лигноцелулозна биомаса
Лигноцелулозната
или дървесната
биомаса
се счита за бъдещата алтернатива
на
селскостопанските култури, използвани
в
момента като основна суровина за
производството
на биоетанол. Сред
основанията
за това са по­големите
количества
и по­ниската цена в сравнение с
богатите
на растителни захари и скорбяла
култури
, които в същото време се явяват и
суровина
за основни хранителни продукти.
•Лигноцелулозната биомаса