Биотопливо

Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2011 в 00:20, реферат

Описание работы

Ученые, прежде всего сотрудники лондонского Центра анализа проблемы иссякания нефти, утверждают, что в ближайшие четыре года добыча нефти в мире достигнет пикового уровня, а затем начнет все более резко снижаться, что будет иметь глубокие последствия для мировой экономики и нашего образа жизни.

Содержание

Введение3
Биотопливо- что это такое? 5
Биодизель 7
Преимущества9
Производство биоэтанола может привести к экологической катастрофе 12
Биотопливо против продовольствия15
Зачем России биодизель?17
Интересные факты19
Заключение22
Список литературы23

Работа содержит 1 файл

биотопливое.docx

— 53.77 Кб (Скачать)

       Биологическая безвредность. По сравнению с минеральным маслом, 1 литр которого способен загрязнить 1 млн литров питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, биодизель, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо.

       Меньше  выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Тем не менее, следует заметить, что назвать биодизель экологически чистым топливом было бы неверно. Он дает меньшее количество выбросов углекислого газа в атмосферу, чем обычное дизтопливо, но вск таки это не нулевой выброс.

       Относительно  «чистое» топливо. В мировой практике лимитируется ряд компонентов выхлопных газов, среди них: монооксид углерода СО, несгоревшие углеводороды, окислы азота NOX и сажа. Очевидны преимущества биодизеля по показателям продуктов сгорания: монооксида углерода, углеводородов, остаточных частиц и сажи.

       Малое содержание серы. Не секрет, что выбросы вредных веществ можно минимизировать при помощи катализатора, превращающего углеводороды и окись углерода в воду и углекислый газ. Но следует отметить, что катализаторы чувствительны к присутствию серы, «отравляющей» катализатор на длительное время и приводящей к увеличению выброса остаточных частиц. Поэтому здесь особенную роль играет тот фактор, что биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (< 0,001 % против минерального дизтоплива < 0,2 %).

       Хорошие смазочные характеристики. Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель же, несмотря на «обделенность» серой, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода.

       Увеличение  срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%.

       Высокая температура воспламенения. Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для биодизеля ее значение превышает 100°С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом. Тем не менее, это не означает, что к нему можно относится с халатностью.

 

       

       Производство  биоэтанола может привести к экологической  катастрофе

       Чрезмерное  увлечение биологическими видами топлива  может существенно подорвать  экологический баланс на планете. К  такому неожиданному выводу пришла правительственная комиссия Нидерландов по защите окружающей среды. Рост потребности в дешевом и качественном топливе уже сыграл злую шутку с некоторыми крупнейшими его производителями. Во многих регионах планеты при производстве биотоплива используются грязные технологии, которые более опасны, чем выбросы современных нефтеперерабатывающих предприятий.

       В конце апреля голландское правительство  инициировало слушания, на которых  рассматривалось негативное воздействие  на окружающую среду заводов по производству биотоплива. «Все мы знаем, что биомасса является потенциальным источником энергии, — заявила председатель комиссии, министр жилищного строительства, обустройства территорий и охраны окружающей среды Нидерландов Жаклин Крамер. — Но у нее есть и оборотная  сторона. В погоне за экологией мы начинаем разрушать планету».

       Уже сейчас в странах Южной Америки, внедряющих в сельское хозяйство  растительные культуры для производства биологических видов топлива, наблюдается  неприглядная картина, когда под  плантации «энергоемких» растений уничтожаются леса Центральной Америки, в том числе и в бассейне Амазонки. Кроме того, фермеры в  погоне за прибылью продают злаковые культуры под биотопливо, что в  некоторых регионах мира уже повлекло дефицит хлеба. Помимо этого, прикрываясь  тем, что растения не предназначены  для употребления в пищу, а изначально выращиваются для промышленной переработки, многие фермеры используют вредные  химические удобрения, загрязняющие почву.

       Голландские экологи обнародовали меры для восстановления пошатнувшегося экобаланса. В частности, при выращивании топливных культур, вроде рапса, сахарного тростника  и т.д., они предлагают заранее  проводить расчеты их совместимости  в рамках существующих экосистем. «Производство  биотоплива не должно стать причиной сокращения лесных угодий на планете, ухудшать состояние пахотных земель, ограничивать водоснабжение прилегающих  районов, что может иметь негативные последствия для местного населения», — утверждается в рекомендуемых  голландцами правилах. Главное же, чего, по мнению голландских экспертов, нельзя допустить при производстве разного вида биотоплива, — это  увеличение выбросов парниковых газов  в атмосферу. По оценкам комиссии по защите окружающей среды Нидерландов, в целом при производстве биотоплива вырабатывается на 70% больше парниковых газов, чем при получении аналогичного количества горючего из нефти. Транспортная отрасль в биотопливной промышленности превышает существующий уровень  еще на 30%.

       «Сейчас экологи сталкиваются со странной для  простого обывателя ситуацией, когда  для получения самого чистого  и эффективного автомобильного топлива  используются самые грязные химические технологи, — рассказывает РБК daily заведующий лабораторией органического синтеза  Института органической химии им. Зелинского РАН Евгений Мортиков. — Например, при выработке биоэтанола из древесины используется серная кислота  и как побочный продукт получается сульфированный лигнин, а его по экологическим причинам нельзя ни сжечь, ни захоронить. И в масштабах промышленного  производства можно накопить слишком  много ядовитых отходов».

       Озабоченные проблемой грядущего дефицита нефти, все страны делают ставку на биоэтанол. Производится он в основном из сахарного  тростника, злаковых или кукурузы. Крупнейшими  его производителями являются США  и Бразилия. На их долю в 2005 году пришлось 44,7 и 45% мирового производства соответственно. При этом доля биологического топлива  по сравнению с нефтяным составила  в США всего 2%, но на его изготовление было израсходовано 13% от всего урожая кукурузы. Правительство США приняло  план, предусматривающий к 2025 году увеличение производства биоэтанола на своей территории в десять раз, что повлечет за собой  неизменный рост отведенных под эти  нужды сельхозугодий. «Преимущества  биотоплива — это его чистый выхлоп и экономичность, — продолжает Евгений  Мортиков. — Но у него есть и недостатки. На сегодняшний день не выпускается  биотопливо в чистом виде. Биоэтанол  смешивают с обычным бензином. В России допускается добавлять 10%. В западных странах — 30%. В таком  виде топливо нестабильно и может  расслаиваться. При низких температурах в баке могут образовываться кристаллогидраты, которые выглядят как снег и способны забивать топливную аппаратуру».

       Поэтому, по мнению г-на Мортикова, биоэтанол  в большей степени выгоден  для стран с мягким климатом. Там  же можно собирать большие урожаи кукурузы или тростника, что удешевляет производство. В России же биоэтанол можно производить из целлюлозы. Но это дорого, да и существующие химические технологии его производства как раз и отличаются наличием ядовитых отходов, что при широком внедрении может вызвать существенные возражения экологов.

       Поэтому в нашей стране могут быть эффективны иные методы производства горючего. «Существуют  технологии производства не просто добавок  к нефтяному бензину, а полноценного синтетического бензина из биологических  отходов, — рассказывает РБК daily заведующий лабораторией математической химии  Института нефтехимии и катализа РАН Семен Спивак. — В качестве исходного сырья могут служить бытовой мусор, древесина и даже свиной навоз. Мусором заполонены российские города, и его переработка поможет не только получать топливо, но еще и очистить окружающую среду». При сжигании сырья при определенных режимах выделяется так называемый синтез-газ — продукт неполного сгорания, который при последующих химических реакциях можно превращать не только в топливо, но и в пластики. Технологии его производства гораздо чище.

       Правда, экологи утверждают, что для широкого производства биотоплива только мусора не хватит и потребуется масштабная вырубка российских лесов с последующей  его переработкой. В любом случае со временем объем производства биологического и синтетического бензинов будет  только возрастать. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести на такое  горючее до 10% своего автотранспорта. И его производство потребует  существенной трансформации всей сельскохозяйственной отрасли. Однако без выработки единых международных правил, ограничивающих негативное влияние на экосистемы планеты, многие регионы мира, выращивающие сырье для биотоплива, могут оказаться  на грани экологической катастрофы. [20] 

       Биотопливо против продовольствия

       Рост  цен на нефть вызвал волну интереса к биологическому топливу, производимому  из растительного сырья. В наибольшей степени об использовании биотоплива задумались в Евросоюзе, страны-члены  которого пытаются придерживаться ограничений  на выбросы СО2 в рамках Киотского  протокола. Согласно планам Европейской  комиссии, к 2010 году доля биотоплива в  энергетическом балансе транспорта в ЕС должна вырасти с нынешних 0,8 до 5,75% Однако англо-голландский пищевой  концерн Unilever выступил с предупреждением: ставка Евросоюза на биотопливо может  негативно сказаться на рынке  сельхозпродуктов. Для выполнения поставленной Еврокомиссией задачи на биотопливо уйдет свыше 80% нынешнего производства рапсового масла (основного ингредиента  в производстве маргарина). За последний  год цены на рапсовое масло выросли  на 30%, а на пальмовое (второй важный ингредиент в производстве маргарина) — более чем на 20%. Резкий скачок цен на пальмовое масло произошел  после того, как в июле Малайзия и Индонезия объявили, что 40% урожая масличных пальм будет направляться на производство биодизельного топлива.По мнению Unilever, рост спроса на биотопливо приведет к резкому увеличению посевных площадей под масличные культуры. По оценке ОЭСР, чтобы 5,75% моторного  топлива приходилось на биотопливо, эти площади должны составлять до 40% всех посевных площадей ЕС. А чтобы  обеспечить 10−процентную долю биотоплива в общем балансе (цель Еврокомиссии на 2025 год), площадь под масличными культурами должна вырасти до феноменальных 75%. Поэтому стоит ожидать сокращения посевных площадей под остальные  культуры, что вызовет повышение  цен на продовольствие в Европе —  от овощей до мяса и молочных продуктов. В связи с этим Unilever рекомендует  Еврокомиссии скорректировать свою энергетическую политику. Вместо того чтобы расширять посевные площади  под рапс и прочие масличные, компания предлагает развивать новые технологии производства биотоплива, которые позволяют  перерабатывать в топливо стружку, солому и древесину быстрорастущих пород (ива, тополь, ольха, эвкалипт). Эти  технологии позволят достичь поставленных целей, сохранив посевные площади для  продовольственных культур.

       Производство биотоплива может способствовать резкому ускорению изменения климата. В результате выращивания кукурузы, рапса или же получения пальмового масла парникового газа выделяется больше, чем экономится за счет получения из этих растений биологического топлива. К такому выводу пришли авторы исследований, опубликованных в специализированных журналах Science и Atmospheric Chemistry and Physics.

       Ради  получения биотоплива происходит уничтожение  тропических лесов и превращение их в сельскохозяйственные угодья. В результате сжигания лесов в Индонезии окиси углерода выделяется более чем в 400 раз больше, чем то ее количество, на которое ежегодно может быть сокращен выброс СО2 в случае применения полученного с той же территории пальмового масла, пишет автор материала в Science Джо Фарджионе из экологической организации The Nature Conservancy. А превращенные в соевые плантации тропические леса Бразилии выделяют окиси углерода в 300 раз больше того, на сколько его выброс мог бы быть сокращен за счет применения биотоплива в течение года.

       Кроме того, по данным лауреата Нобелевской премии в области химии Пола Крутцена, навоз выделяет гораздо больше опасного парникового газа - "веселящего газа" (закиси азота), чем до сих пор считалось. Ученый считает, что безопасны для климата только виды биотоплива, созданные на основе отходов сельского и лесного хозяйства или же из трав с незначительным добавлением навоза. "Я не являюсь абсолютным противником биотоплива, я только выступаю против того, как оно сейчас применяется", - говорит профессор Крутцен, требующий подробного и критического описания всех парниковых газов по каждому виду биотоплива. 
Большие надежды политики и ученые возлагают на биотопливо второго поколения, которое не наносит вреда климату. Для его производства можно использовать все части растений, а значит, и отходы деревообработки. Сначала древесину путем btl-технологии (Biomass to Liquid) превращают в газ, а затем перерабатывают в этанол (этиловый спирт).

 

       

       Зачем России биодизель?

       Не  стоит забывать, что какими бы огромными  не казались запасы полезных ископаемых, они исчерпаемы даже в России. Используя  известные на сегодняшний день разработки нефти, мы сможем протянуть лишь до 2040 года. А что дальше? Тем временем экологическое положение в стране требует к себе уже не просто внимания, а самого пристального внимания. И  еще один фактор, говорящий в пользу биодизеля. Сейчас потребности сельского  хозяйства России в энергии на 90% удовлетворяются ископаемыми  видами топлива — нефтью, углем, а также природным газом. Поэтому одной из причин ухудшения финансового положения аграрного сектора страны в 2002 году с уверенностью были названы возросшие в разгар полевых работ цены на ГСМ. В связи с этим, на наш взгляд, задуматься о возможностях производства и использования биодизеля в России следует, прежде всего, сельхозтоваропроизводителю.

Информация о работе Биотопливо