Интенсивный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии в мире является одной из главных задач, которые стоят перед человечеством в xxi веке.
Обеспокоенность обусловлена сокращением запасов сырой нефти, цена на которую достигает 580-730 долл. сша за 1 т, а также негативным воздействием на окружающую среду выбросов газов, которые вызывают глобальные изменения климата, и в конце концов зависимости, даже высокоразвитых стран, от поставщиков энергоносителей.
Индустриализация и расширение транспортных сетей мира привели к резкому спросу на нефтепродукты, а топливо, основанное на нефти, получают из ограниченных залежей, сконцентрированных только в определенных регионах мира. поэтому страны, которые совсем не имеют таких залежей, вынуждены срочно искать альтернативные возобновляемые источники топлива, которые можно было бы производить с существующих материалов.
Европейская комиссия планирует постепенно, до 2020, заменить в транспортном секторе около 20% обыкновенных топлив альтернативными с промежуточной задачей 5,75% до 2010. в CША акт об энергетической политике обязывает достичь использования в смешанном виде 28,4 млрд. л альтернативного топлива до 2012 г. недавно президент США поставил задачу к 2025 заменить более 75% импортируемого топлива альтернативным.
К альтернативным топливам принадлежат биодизель, биоэтанол, биогаз и другие виды. Биодизель получают в результате реакции этерификации растительного масла метанолом. Производят биодизель из масличных культур подсолнечника, рапса, масляной редьки, ятрофы и некоторых тропических культур. В ЕС по его производству лидируют такие страны, как Германия, Франция, Испания, Италия. Так, в 2003 германия произвела 8 млн. гектолитров дизельного горючего на растительном масле.
Биодизель является главным альтернативным транспортным топливом в индии - стране, которая полностью зависит от импорта нефти. Производство биодизеля там базируется на топливе, которое изготавливают из ятрофы и культур с хорошо развитой листостебельной массой.
В Швеции, Бельгии и некоторых других странах биотопливо производят как из растительного сырья, так и из отходов различных отраслей производства, активированного ила и т.д.
Наиболее перспективным возобновляемым топливом считается биоэтанол. пока основным источником получения биоэтанола является сахарный тростник и зерновые культуры, такие как пшеница и кукуруза. Так, в 2012 США планируют выработать 22,7 млн. т. биоэтанола из кукурузы. Правительство США субсидирует американские спиртовые заводы с помощью налогового кредита - 13,4 цента на литр с предоставлением дальнейших субсидий производителям кукурузы. Бразилия почти 75% потребляемой энергии производит в аграрном секторе и занимает первое место в мире по производству биоэтанола из сахарного тростника.
в 2004 объем производимого ею этанола составил 37% от мирового, и с 600 млн. л этанола, импортируемых в США, 327 млн. литров приходилось на Бразилию. Єтанол используют в широких масштабах в некоторых европейских странах, и он будет одним из доминирующих воспроизводимых топлив в транспортном секторе в ближайшие 20 лет. Его можно добавлять в бензин или использовать самостоятельно в специально приспособленных двигателях. Более того, это хорошее топливо для будущих многотопливных «гибридных» транспортных средств.
Во франции производят два вида биотоплива: биодизель и биоэтанол, который получают главным образом из пшеницы, сахарной свеклы и кукурузы. Объем производства биотоплива во франции в 2010 был доведен до 1300 тыс. т.
Как считают мировые лидеры, будущее производство биоэтанола в значительных масштабах будет базироваться на использовании лигниноцелюлозних материалов, имеющих значительные преимущества. Во-первых, эти источники биотоплива распределены географически более равномерно, чем залежи нефти и газа, а следовательно бионосители более доступны в каждой стране, что обеспечит безопасность поставок. Во-вторых, лигниноцелюлозное сырье минимизирует потенциальный конфликт между использованием земель для производства продуктов и кормов и для производства энергетического сырья.
Такое сырье дешевле по сравнению со стандартными кормами и может быть произведено с малыми затратами удобрений, пестицидов и энергии. В-третьих, биотопливо из лигниноцелюлозы уменьшает накопление выхлопных газов в атмосфере, что важно для обеспечения чистоты окружающей среды и предотвращения глобальных изменений климата. В-четвертых, производство биотоплива создаст дополнительные рабочие места в сельской местности. использование побочных продуктов, биомассы, отходов деревообрабатывающей промышленности и специальных культур значительно удешевит производство биотоплива.
Оценка стоимости производства этанола с целлюлозного сырья существенно варьирует - от 0,28 до 1,0 долл. США за литр, что было недавно опубликовано в технико-экономических оценках различных групп исследователей. Однако большинство оценок стоимости сделано во время производства в лабораторных масштабах. поэтому такую оценку следует воспринимать осторожно. Стоимость сырья, которая существенно отличается в разных странах, и капитальные расходы зависят от масштабов производства. Они составляют наибольшую часть полной стоимости. Стоимость гидролиза, особенно в случае энзимного процесса, также составляет часть общих расходов.
Для высокого выхода этанола нужен полный гидролиз как целлюлозы, так и гемицелюлозы с минимумом деградации сахаров, а также эффективная ферментация всех сахаров в биомассе.
Ответить с цитированием
