Биоэтанол что это такое

Что такое биоэтанол и где он используется

По мировым прогнозам через 50 лет, при нынешних темпах добычи, запасы нефти на Земле значительно сократятся. Последнее время ученые пытаются найти достойную замену добываемому топливу, и, в качестве альтернативы рассматривается и уже используется биоэтанол.

Что такое биоэтанол?

Итак, биоэтанол, это жидкое топливо, тот же самый спирт этанол, только полученный переработкой различного растительного сырья. Основными источниками получения биоэтанола в современном мире считается сахарный тростник и зерна кукурузы.

Биоэтанол что это такое. jpg. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-jpg. картинка Биоэтанол что это такое. картинка jpg.

Использование биоэтанола

Производится он прежде всего как альтернатива автомобильному топливу. Использование этанола в автомобильном транспорте имеет давнюю историю, почти такую же как сам автомобиль. А первой страной, попытавшейся полностью перевести свои автомобили на биоэтанол, стала Бразилия. Массово автомобили, работавшие исключительно на спирте т.е. биоэтаноле, появились в Бразилии в 1970-х годах. Этому были свои причины:

Во-первых, страна крупнейший в мире производитель сахарного тростника — прекрасного сырья для переработки в биоэтанол.

Во-вторых, в стране нет нефтяных месторождений, а экономика постоянно растет и развивается (на 2017 год — 9-ая в мире),

В-третьих, в стране в те годы правила военная хунта, которая из-за санкций и ради своей пропаганды, пыталась ограничить внешнее экономическое влияние на страну.

Поэтому первая серьезная попытка перевести автомобили на спиртовое топливо была вызвана политическими и диктаторскими амбициями — проживем и без вашей нефти.

Но в конце 1980-х выпуск, когда хунта стала историей, выпуск автомобилей, чьи двигатели работают на биоспирте, сократился. На 1990-е пришлась пауза, а потом о биоэтаноле вспомнили снова. Причем не только в Бразилии, но и в США. В южных штатах США прекрасно выращивается кукуруза, из которой тоже вырабатывается замечательный топливный этанол.

Соединенные штаты не испытывали недостатка в нефти, но американцев больше озаботила экологическая проблема — сократить выбросы в атмосферу выхлопных автомобильных газов. Поэтому в 2005 году США принимают «Энергетический Билль» — стимулирование выпуска биоэтанола, производство других видов биологического топлива. Производителями пшеницы и кукурузы для переработки выделили специальные субсидии.

Что представляет из себя смесь «бензин и биоэтанол»? Это автомобильное топливо маркированное буквой E. Она указывает что в смеси с бензином есть этанол (ethanol). E10 — показывает содержание этанола в бензине — 10%. E15 — 15% и так далее. E10 — стандарт для обычного автомобильного агрегата. E85 — для специального многотопливного мотора Flex-Fuel. Автомобили с таким двигателем называются Flexible-Fuel Vehicle (FFV). Они существуют очень давно. Знаменитая модель Ford-T была именно автомобилем FFV.

Биоэтанол как топливо можно использовать без смеси с бензином. Правда, в чистом виде он не встречается из-за своей гигроскопичности (способность поглощать влагу из воздуха), поэтому в нем всегда будет 3-4% воды.

Биоэтанол что это такое. jpg. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-jpg. картинка Биоэтанол что это такое. картинка jpg.

Смесь бензина со спиртом E85 — для американских и бразильских автомобилей. E95 — для городских автобусов. Причем оставшиеся 5% — это не бензин, а топливные присадки. В Бразилии 15,4 млн. автомобилей FFV. В США — 11 млн.

Также этот спирт почти в чистом виде применяется, к примеру, в биокаминах, популярность которых стремительно растет. Они автономны, не сложны в установке (небольшие камины можно даже ставить на стол). Они бывают маленькие, и большие — на несколько горелок, эти обычно вешаются на стену. Небольшие биокамины расходуют больше топлива, так как у них обычно отсутствует регулятор горелки. 2,5 литров этанола достаточно, чтобы пламя горело 10 часов.

Производство биоэтанола

Так как биоэтанол — продукт брожения сельхозкультур, вполне возможно его изготовление в домашних условиях. Некоторые народные умельцы еще в советские годы приспосабливали двигатели своих машин под смесь этанола с бензином. Биоспирт получали в домашних условиях, отделяя его от перебродившей массы путем кустарной перегонки.

Если говорить об объемах, то в 2017 году достигнут рубеж производства в 100 млн. тонн. В 2020 году, по прогнозам, произведут 120 млн. тонн биоэтанола. Темп в мировом производстве задают Бразилия и США. Их доля в мировом производстве приходится 43% и 47% соответственно. Оставшиеся 10% приходится на остальной мир — в основном, Европу. Из всего европейского производства 34% приходится на Францию. 20% — на Германию. 13% — на Испанию.

Не только кукуруза и сахарный тростник подходят для его производства. Годится любая крахмало или сахаросодержащая культура: картофель, сахарная свекла, сорго, пшеница, маниок и т. д.

Маниок хорошо растет в Китае и Таиланде. Сахарному тростнику подходит климат Перу, островов Карибского моря, Индонезии и ряду регионов Африки южнее экватора. Причем самый высокий объем автоспирта при уборке урожая с одного гектара дает именно сахарный тростник.

Биоэтанол что это такое. jpg. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-jpg. картинка Биоэтанол что это такое. картинка jpg.

Эти сельхозкультуры дают с гектара в кубических метрах следующий объем биоэтанола:

• Сахарный тростник — 3,5-5

• Сахарное сорго — 3,0-5

• Сахарная свекла — 2,5-3

Производить биоэтанол можно и из целлюлозы, но пока не существует экономически выгодных промышленных технологий.

Способ получения биоэтанола — спиртовое брожение органики с углеводами под воздействием дрожжей и бактерий. Вместо дрожжей в промышленных технологиях теперь используют продукт биоинженерных технологий — глюкамилаз.

Результат брожения — жидкая густая смесь, в которой содержится до 15% этанола. Дальнейшая сепарация разделяет раствор на чистый этанол, барду, метанол и сивушные масла. Барда идет на корм крупному рогатому скоту.

Плюсы и минусы биоэтанола

Из плюсов главный и несомненный — этот вид биологического топлива относится к возобновляемым источникам энергии. Выбросы токсичных веществ сведены к нулю за счет использования обогащенного кислородом топлива, полностью сгорающее в автомобильном двигателе. В 2007 году американцы подсчитали, что применение биоэтанола на автотранспорте позволило в 2006 году сократить выброс парниковых газов на 8 млн. тонн.

Но продовольственная и сельскохозяйственная комиссия ОНН не жалует тенденцию производить топливный спирт из сельхозкультур. Причин несколько:

• За счет технических культур для производства биоэтанола произошло сокращение площади земель кормовых и пищевых культур. Это уже вызвало 35% рост цен на продовольствие.

• Анализ цен на мировых зерно-товарных биржах показал, что за 10 лет (2007-2017) цены на кукурузу выросли в 10 раз.

• Между тем, Бразилия, Парагвай, Аргентина и Колумбия без вреда могут выращивать технические культуры для их переработки в биоэтанол. На спиртовое топливо в Бразилии перерабатывается всего 3% сырья.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Биоэтанол

Биоэтанол что это такое. 250px Ethanol plant. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-250px Ethanol plant. картинка Биоэтанол что это такое. картинка 250px Ethanol plant.

Биоэтанол что это такое. magnify clip. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-magnify clip. картинка Биоэтанол что это такое. картинка magnify clip.

США в августе 2005 года приняли «Энергетический Билль» (Energy Policy Act of 2005), и «Стандарт возобновляемых видов топлив» (Renewable Fuels Standard). Они предусматривают к 2012 году ежегодное производство 30 миллиардов литров этанола из зерновых и 3,8 миллиард литров из целлюлозы (стебли кукурузы, рисовая солома, отходы лесной промышленности и т. д.).

Содержание

Сырьё для производства биоэтанола

Биоэтанол что это такое. 250px Manihot esculenta dsc07325. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-250px Manihot esculenta dsc07325. картинка Биоэтанол что это такое. картинка 250px Manihot esculenta dsc07325.

Биоэтанол что это такое. magnify clip. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-magnify clip. картинка Биоэтанол что это такое. картинка magnify clip.

В настоящее время большая часть биоэтанола производится из кукурузы (США) и сахарного тростника (Бразилия). Сырьём для производства биоэтанола также могут быть различные с/х культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д.

Лучшим климатом для производства сахарного тростника обладает Перу, страны Карибского бассейна. В больших количествах сахарный тростник могут также производить Индонезия и некоторые африканские страны, например, Мозамбик.

Этанол можно производить в больших количествах из целлюлозы. Сырьём могут быть различные отходы сельского и лесного хозяйства: пшеничная солома, рисовая солома, багасса сахарного тростника, древесные опилки и т. д.

Производство этанола из целлюлозы пока экономически не рентабельно.

Методы производства

Брожение

Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

Промышленное производство спирта из биологического сырья

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла. Барда используется для производства кормов.

Крупнейшие производители биоэтанола в США компании Archer Daniels Midland и Cargill.

Гидролизное производство

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.

Этанол как топливо

Биоэтанол что это такое. 250px UsinaSantaElisa. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-250px UsinaSantaElisa. картинка Биоэтанол что это такое. картинка 250px UsinaSantaElisa.

Биоэтанол что это такое. magnify clip. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-magnify clip. картинка Биоэтанол что это такое. картинка magnify clip.

Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин (это касается только смесей с высоким содержанием этанола, см.ниже «Энергоэффективность этанола»); пробег машин работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Ethanol) на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные автомобильные ДВС не могут работать на Е85, хотя прекрасно работают на Е10 (некоторые утверждают что можно использовать даже Е15 и успешно используется Е40 (А95-Е)). На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. машины «Flex-Fuel» (автомобиль с многотопливным двигателем). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. Бразилия является лидером в производстве и использовании биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор либо Е20 (иногда Е25) под видом обычного бензина, либо «acool» Е100, азеотроп этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % (по весу) воды). Пользуясь тем, что этанол дешевле бензина, недобросовестные заправщики разбавляют Е20 азеотропом, так что его концентрация может негласно доходить до 40 %. Переделать обычную машину в «Flex-fuel» можно, но экономически нецелесообразно.

Также все современные поршневые танковые двигатели являются многотопливными.

Критики производства биоэтанола заявляют, что для производства биоэтанола под плантации тростника часто вырубаются тропические леса. Но природные условия вокруг Амазонки не позволяют выращивать сахарный тростник. Тропические леса вырубаются нелегально. Нелегальные производители древесины вырубают участок леса. После ухода нелегальных дровосеков участок занимают фермеры для выпаса скота. Через 3 — 4 года выпас скота на этом участке прекращается, а участок занимают фермеры для производства сои и других культур.

Топливные смеси этанола

Биоэтанол что это такое. 250px Alcohol fuel pump in Brazil. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-250px Alcohol fuel pump in Brazil. картинка Биоэтанол что это такое. картинка 250px Alcohol fuel pump in Brazil.

Биоэтанол что это такое. magnify clip. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-magnify clip. картинка Биоэтанол что это такое. картинка magnify clip.

Е5, Е7, Е10 — смеси с низким содержанием этанола (5, 7 и 10 весовых процентов, соответственно), наиболее распространённые в наши дни. В этих случаях добавка этанола не только экономит бензин путём его замещения, но и позволяет удалить вредную оксигенирирующую добавку МТБЭ.

Е85 — смесь 85 % этанола и 15 % бензина. Стандартное топливо для т. н. «Flex-Fuel» машин, распространённых, в основном в Бразилии и США, и в меньшей степени — в других странах. Из-за более низкой энергоплотности продаётся дешевле, чем бензин.

Е95 — смесь 95 % этанола и 5 % топливной присадки. Компания Scania начала разрабатывать дизельный двигатель для автобуса, работающий на 95 % этаноле в середине 80-х годов. Создана программа испытаний городских автобусов с двигателями, работающими на 95 % этаноле — BEST (BioEthanol for Sustainable Transport). См. статью Автобусы Scania.

Е100 — формально 100 % этанол, однако в силу того, что этанол гигроскопичен, получение и использование этанола без остаточной концентрации воды невыгодно. Поэтому в большинстве случаев под Е100 подразумевают стандартную азеотропную смесь этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % воды, (по весу); 96,5 % и 3,5 % в объёмных процентах). Путём обычной дистилляции невозможно получить более высокую концентрацию этанола.

Подробно номенклатура смесей этанола и бензина используемых в качестве топлива в разных странах и машинах описана в английской статье Википедии Топливные смеси этанола.

Энергоэффективность этанола

Для обычных автомобилей наиболее оптимальной оказалась смесь Е30. Потребление топлива снизилось на 1 % в сравнении с бензином. Результат получен на автомобилях Toyota Camry и Ford Fusion.

Для flex-fuel автомобилей оптимальной оказалась смесь Е20. Потребление топлива снизилось на 15 % в сравнении с бензином. Результат получен на flex-fuel модели Chevrolet Impala.

Топливный баланс этанола

В 2005 г. начали появляться исследования, в которых утверждалось, что этанол, производимый из кукурузы, имеет отрицательный энергетический баланс.

В 2006 г. в своём отчёте Департамент сельского хозяйства США (USDA) сообщил, что этанол имеет топливный баланс 1,24. То есть из этанола, произведённого из кукурузы, можно получить на 24 % энергии больше, чем было затрачено при производстве этанола.

Существуют различные способы оценки топливного баланса этанола. Но топливный баланс бензина всё равно хуже, чем у этанола. Для производства бензина требуется большое количество энергии: для разведки нефти, её добычи, транспортировки (нужно строить танкеры и трубопроводы), переработки, доставки бензина и т. д.

В Бразилии багасса сахарного тростника используется в качестве топлива на электростанциях. Это позволяет увеличить топливный баланс этанола, производимого из сахарного тростника, до 8.

Топливный баланс этанола, производимого из целлюлозы может достигать 2.

Экологические аспекты применения этанола в качестве топлива

Содержащийся в этаноле кислород, позволяет более полно сжигать углеводороды топлива. 10 % содержание этанола в бензине позволяет сократить выхлопы аэрозольных частиц до 50 %, выбросы СО — на 30 %.

В 2006 году применение этанола в США позволило сократить выбросы около 8 млн тонн парниковых газов (в CO2 эквиваленте), что примерно равно годовым выхлопам 1,21 млн автомобилей.

Автомобили, использующие биоэтанол в качестве топлива

В начале 2007 г. 15 % автомобилей в Бразилии имели flex-fuel двигатели. К 2015 году доля таких автомобилей может вырасти до 70 %. [источник не указан 480 дней]

В 2007 году в Бразилии было продано 2 миллиона новых биотопливных автомобилей, что составляет 85,6 % от рынка новых автомобилей Бразилии. За 2003 год в Бразилии было продано 48 тыс. биотопливных автомобилей, что составляло 4 % автомобильного рынка.

Последнее время широкое распространение получили двигатели «Flexifuel» от компании «Ford». В 2007 году в Европе было продано около 17500 автомобилей Flexifuel.

Источник

Чем биоэтанол отличается от этанола?

Биоэтанол что это такое. 5 ruspetrol 10022020. Биоэтанол что это такое фото. Биоэтанол что это такое-5 ruspetrol 10022020. картинка Биоэтанол что это такое. картинка 5 ruspetrol 10022020.

Этанол – это органическое соединение, одноатомный спирт, который представляет собой бесцветную прозрачную, горючую жидкость. Он является действующим компонентом в составе алкогольных напитков, а также используется в качестве моторного топлива.

Для производства этанола используют следующие методы:

Биоэтанол представляет собой обычный этиловый спирт, полученный в процессе переработки возобновляемого растительного сырья. Биоэтанол – это альтернативный вид биотоплива, который можно использовать для заправки автотранспорта, работающего на бензиновом двигателе. Это возобновляемый ресурс, способный заменить традиционное топливо.

Итак, основное отличие между этиловым спиртом и биоэтанолом состоит в том, что последний является одной из форм этанола и производится биологическим методом из растительного сырья.

Получение этанола

Этанол производится двумя основными способами – химическим и микробиологическим. Получение этанола из биологического сырья включает 5 этапов:

Наряду с микробиологическим способом производства используют химический, который предполагает прямую гидратацию этилена или гидратацию через промежуточный эфир.

Получение биоэтанола

Биоэтанол – альтернативное топливо, которое добавляют в бензин для заправки автомобилей. Использование чистого биотоплива требует изменения конструкции двигателя, поэтому на сегодняшний день рынок предлагает бензиново-этаноловую смесь разной концентрации.

Для производства биоэтанола используют промышленные отходы, сырье содержащее целлюлозу, крахмал, а также водоросли. В отличие от этилового спирта, биоэтанол производится только микробиологическим способом.

Преимущества биоэтанола

Биоэтанол активно используют в качестве моторного топлива в США и Бразилии. В чем его преимущества по сравнению с бензином:

Биоэтанол – одна из форм этанола. Ключевое различие между ними – способ производства. Биоэтанол производится только биологическим путем, в то время как получить этанол можно и химическим, и биологическим способом. Второй важный момент: в отличие от этилового спирта, биоэтанол – это возобновляемый источник энергии.

Другие статьи:

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы

Московская, Пензенская область.

Начало реализации межсезонного дизельного топлива

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы

Московская область, Красноярский край, Республика Татарстан.

Моторное масло Rosneft Revolux показало стабильные характеристики при увеличенном пробеге

В течение года в Краснодарском крае проходили испытания премиального моторного масла Rosneft Revolux D4 10W-40.

В Ростове-на-Дону появилась вторая «цифровая» АЗС «Роснефть»

В рамках расширения розничной сети автоматизированных заправок «Роснефть» открыла «цифровую» АЗС в Ростове-на-Дону.

«Роснефть» представила проект «Восток Ойл» зарубежным поставщикам и подрядчикам

«Восток Ойл» поможет в формировании новой нефтегазовой провинции на севере Красноярского края.

Продолжая использовать ruspetrol.ru вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

Более подробную информацию можно найти в Политике cookie файлов.

© ООО «РусПетрол», 2007-2021

Воспроизведение материалов сайта
допускается с согласия владельца

Источник

Жидкое биотопливо из сырья растительного происхождения

Существует немало и уже давно известных, и инновационных технологий, позволяющих получать разные виды жидкого биотоплива путем переработки целлюлозосодержащего сырья, в частности древесины.

Биоэтанол

Традиционная технология осахаривания при переработке картофеля, зерна и подобного сырья в биоэтанол неприемлема в случае целлюлозосодержащей древесины, для переработки которой требуются совсем другие ферменты (лигнин, содержащийся в древесине, оказывает ингибирующее действие на ферменты, осахаривающие целлюлозу). Содержание полисахаридов в древесине сопоставимо с их содержанием в зерне, но их цепочки соединены разными связями. Есть, правда, известная давно, особенно в СССР и России, технология гидролиза, позволяющая разрушить эти связи и ферментировать и ректифицировать полученные сахара по обычной схеме производства этанола. Химическая формула гидролизного спирта ничем не отличается от формулы биоэтанола, полученного из пищевого сырья. Небольшие отличия могут быть только за счет содержания некоторых примесей при плохой очистке. На базе технологий гидролиза растительной биомассы в СССР существовала развитая промышленность гидролизного этанола (более 40 гидролизных и биохимических заводов); в качестве сырья служили в основном отходы деревообработки и ЦБК. Этанол из опилок официально использовался в промышленности как технический спирт. Но сегодня в РФ на плаву остались лишь единицы гидролизных заводов, из которых самым эффективно работающим является Кировский биохимический завод.

Биоэтанол как моторное топливо

Существует три разных способа применения биоэтанола в качестве моторного топлива:

● в виде смесей с содержанием этанола до 85% (Е20, Е30, Е85) для использования в автомобилях с двигателями с универсальным потреблением топлива. Чистое (100%) биоэтаноловое топливо в качестве моторного используется только в Бразилии. В других странах этанол смешивают с бензином в разных пропорциях. Например, в топливной смеси E85 85% биоэтанола и 15% бензина;

У биоэтанола есть один существенный недостаток: при низких температурах двигатель, работающий на 100%-ном биоэтаноле, трудно запускается. Проблема решается путем небольшой (около 5%) добавки бензина. Например, в Швеции городские автобусы Scania заправляют именно такой смесью.

В США распространено моторное топливо стандарта E10 (зимой Е15), в некоторых штатах используется E85. При этом, во-первых, E10 и E15 можно заливать в бак любой машины, работающей на бензине, а во-вторых, расход топлива почти не увеличивается, так как биоэтанол, в отличие от бензина, характеризуется пониженной энергетической плотностью и повышает октановое число смеси, за счет чего такая смесь сгорает с большей эффективностью.

Биоэтанол второго поколения

А вот в США, несмотря на развитое промышленное производство биоэтанола методом ферментации из зерна, кукурузы и картофеля, начали постепенно осваивать и новейшие гидролизные технологии.

В 2009 году был принят так называемый план Обамы, в соответствии с которым производство топливного биоэтанола к 2030 году должно достичь 170 млн т ежегодно, при этом для его изготовления должно стать основным не крахмалсодержащее (зерно, кукуруза), а целлюлозосодержащее (древесина) сырье, и объем производства биоэтанола из древесного сырья к 2030 году должен составить около 140 млн т.

За последние годы в области производства биоэтанола из целлюлозосодержащего сырья наблюдается значительный прогресс, это позволит перерабатывать в биоэтанол не только древесное сырье, но и кукурузные стебли и пшеничную солому, а не кукурузные и пшеничные зерна, как сейчас. Целый ряд НИИ в некоторых странах успешно работает в этом направлении, например Объединенный биоэнергетический институт (Joint BioEnergy Institute) в США, Российская академия наук и Сибирский федеральный университет в РФ.

Биобутанол

Биобутанол как компонент моторных топлив представляет значительно больший интерес, нежели биоэтанол, из-за более высокой энергетической плотности (29,2 МДж/л против 19,6 МДж/л биоэтанола), меньшей испаряемости и летучести, меньшей агрессивности, вследствие чего его можно транспортировать по существующим трубопроводам (продуктопроводам), в отличие от биоэтанола, который транспортируется только в специализированных авто- и железнодорожных цистернах или речными и морскими танкерами, и в силу ряда других эксплуатационных качеств.

Бутанол начали производить в начале XX века путем ферментации из кукурузы и патоки с использованием бактерии Clostridium acetobutylicum. На выходе получали ацетон, бутанол и этанол (АБЭ). Этот процесс известен как ацетонобутиловое брожение. На первых заводах целевым продуктом производства был не бутанол, а ацетон, используемый как растворитель, хотя выход ацетона (по отношению к сырью) был вдвое ниже выхода бутанола. В дальнейшем, после того как была установлена более высокая (по сравнению с ацетоном) ценность бутанола в качестве растворителя, он стал главным продуктом производства. В 50-годы ХХ столетия, когда нефть на Западе стала дешевле сахара, производство бутанола путем ферментации из растительной биомассы вытеснил более дешевый метод синтеза из нефти путем гидролиза.

Сегодня бутанол используется прежде всего в качестве промышленного растворителя. Мировой рынок бутанола оценивается в 350 млн галлонов в год, из которых 220 млн галлонов приходится на долю США.

То, что у биобутанола как добавки к моторным топливам существенные преимущества перед биоэтанолом, специалисты выяснили совсем недавно. Благодаря низкому давлению паров биобутанол легко смешивается с обычным бензином. Топливная смесь, в которой доля биобутанола больше доли этанола в подобных смесях, может использоваться в качестве моторного топлива, причем адаптация двигателей не требуется. До последнего времени производство биобутанола как топливного компонента было весьма затратным в сравнении с производством биоэтанола, так как при изготовлении биобутанола по традиционной технологии ацетонобутилового брожения, которое само по себе весьма энергозатратно, для получения 1 л биобутанола необходимо 2,8 кг зерна. Для сравнения: для получения 1 л био­этанола нужно всего 1,3 кг зерна. Сейчас за счет применения новых технологий, в основном селекционирования новых штаммов бактерий для брожения, выход биобутанола удалось увеличить в два раза.

Жидкое биотопливо второго поколения по-российски

Надо отметить, что этот вопрос уже давно интересовал российских чиновников своей объемностью и размерами возможных инвестиций. Вот небольшой фрагмент из информационно-аналитических материалов, размещенных на сайте Государственной думы РФ:

. В Минпромэнерго РФ еще в 2005 г. решили перепрофилировать заводы, производящие гидролизный этиловый спирт, в предприятия, выпускающие добавки к моторному топливу. В этой связи Министерством был подписан приказ 302 от 14 ноября 2005 г. «Об образовании межведомственной рабочей группы по рассмотрению вопроса о перепрофилировании заводов, производящих этиловый спирт гидролизный из непищевого сырья, на производство добавок к моторному топливу». В состав рабочей группы вошли представители Минпромэнерго, МПР России, Минсельхоза России, Минэкономразвития, Ростехрегулирования, Россельхоза, ФНС России, ОАО «Группа «Росалко»», ассоциации производителей и потребителей денатурированной продукции «ДенАлко», ассоциации гидролизных предприятий ЗАО «Бионитт», ОАО «ВНИИгидролиз», ЗАО «Архангельский ЗТС», ЗАО «Канский БХЗ» и ОАО «Тулунский ГЗ». Одним из факторов, сдерживающих применение этанола в качестве добавки к традиционному топливу, являлась его высокая стоимость Последние достижения в области биотехнологии позволяют выйти на качественно новый уровень экономики производства. При этом в качестве отечественного сырья возможно использование сельскохозяйственных отходов или древесины. Дополнительным препятствием является установленная законодательством необходимость оформления лицензий и иных разрешительных документов на работы со спиртом и спиртосодержащими жидкостями.

Много воды утекло с тех пор. Что мы имеем сегодня? Да ничего. Некоторые предприятия из перечисленных выше уже давно обанкротились, а решение вопроса о производстве жидких видов биотоплива на базе существующих предприятий передали госконцерну «Ростехнологии» («Ростех»). Руководство концерна в 2007 году заявило о реализации на базе бывшего Тулунского гидролизного завода в Иркутской области пилотного проекта по выпуску биобутанола второго поколения из древесного сырья. С этой целью было создано ОАО «Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий», а оператором проекта выступило ОАО «Корпорация «Биотехнологии«». В ценах 2009 года стоимость проекта составляла 2,1 млрд руб. Первоначально планировалось сдать объект в 2009 году, но затем сроки постоянно переносились.

. Производство биотоплива на площадке Тулунского завода опять оказалось забытым. Однако, как выяснилось, не навсегда. Теперь вместо топлива второго поколения компания предпринимает попытку наладить в Приангарье производство из опилок обычных пеллет. Окажется ли попытка удачной, предсказать сложно. Площадку для нового производства собираются предоставить муниципальные власти Тулуна и Усть-Илимска.

Но эти красивые и правильные заявления так и остаются словами.

В РФ сегодня избыток мощностей производства технического этилового спирта (включая и оставшиеся гидролизные заводы). В связи с этим можно перепрофилировать ряд спиртовых заводов на выпуск биобутанола, который не является подакцизным товаром, что обеспечит загрузку предприятий и решит ряд социальных проблем как в отрасли, так и в отдельных регионах, где те же гидролизные заводы являются градообразующими.

Биометанол

Биометанол можно получить из растительной биомассы путем газификации или метановым сбраживанием. Но так как метанол отличается от биоэтанола пониженной теплотой сгорания (около 16 МДж/л), высокой гигроскопичностью, коррозионной агрессивностью и токсичностью паров, производство биометанола из растительной биомассы в качестве жидкого моторного топлива сегодня не представляет промышленного интереса. К тому же метанол получают в больших объемах синтетическим путем.

О других распространенных в мире видах жидкого биотоплива, таких как биодизель, бионефть, биомасла, для производства которых также может использоваться целлюлозосодержащее сырье, мы расскажем в следующем номере журнала.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *