Biocombustibilii solizi reprezintă una din direcțiile de rezolvare a problemei energetice care se află peste omenire. Această direcție interesantă și promițătoare așteaptă dezvoltarea sa. Pentru a înțelege ce perspective oamenii dau folosirii biocarburanților solizi, să analizăm mai detaliat acest subiect.
Ce este biocombustibilul?
Să începem cu definițiile. Astfel, biocombustibilul este, așa cum este ușor de ghicit, combustibil biologic, adică origine animală sau vegetală. În general, resursele tradiționale de energie, cum ar fi gazele naturale, cărbunele și petrolul, sunt, de asemenea, biocombustibilii - recuperați de milioane de ani în adâncurile interiorului pământului de resturile de plante și animale fosile. Diferența, iar esențialul este refacerea resurselor.
Pentru formarea petrolului, a cărbunelui sau a gazelor naturale este necesară o perioadă de timp, adică (zeci, sute și mii de ori), care depășesc întreaga durată a istoriei umane. Prin urmare, este necesar să se facă o rezervă importantă: biocombustibilul este un combustibil de origine biologică, format în timpul ciclului de viață al organismului sau pentru o perioadă comparabilă.
În plus, biocombustibilii ar trebui să aibă o eficiență energetică suficientă pentru a servi drept resurse energetice. Un cititor atent va întreba: nu este energia combustibilului, ca să spunem așa, implicit? Se pare că nu. Pentru a fi considerată o resursă energetică, combustibilul trebuie, în procesul de utilizare, să elibereze mai multă energie decât este cheltuită pentru producția sa.
Ca un exemplu inversă este benzina sintetic care a fost folosit de către Germania nazistă în timpul al doilea război mondial pentru realimentare avioane și tancuri cu motoare pe benzină. Utilizarea combustibilului cu eficiență energetică scăzută poate rezolva anumite sarcini într-o perioadă scurtă de timp, dar pe termen lung utilizarea sa este blocată.
Pentru câteva sute de ani de utilizare activă a omenirii a reușit deja să-și petreacă de energie pe acumularea de sute și mii de secole au fost cheltuite. Desigur, o astfel de cheltuieli de resurse naturale nu poate continua la nesfârșit, a apărut cel puțin parțial pe combustibil vospolnimo de tranziție de energie. În procesul de găsire a modalităților de rezolvare a problemei energetice, opiniile oamenilor de știință s-au transformat în biocombustibili.
Tipuri de biocombustibil
Primul biocombustibil utilizat de oameni (deși oamenii nu știau foarte mult cuvântul "biocombustibili" atunci când au început să utilizeze această resursă) erau ... lemne de foc obișnuite.
Da, pare paradoxal, dar una dintre perspectivele actuale pentru dezvoltarea bioenergiei este o revenire la origini. La un moment dat, din lemne de foc ca un combustibil de masă a fost abandonat din două motive:
- În primul rând, valoarea energetică a lemnului de foc este relativ mică. În arderea obișnuită, doar o parte din masa de lemn de foc participă la ardere, restul se stabilește sub formă de funingine. Acest lucru, printre altele, face necesară curățarea periodică a încălzitorului cuptorului care utilizează lemnul drept combustibil. Primul motiv pentru abandonarea lemnului de foc este în mare măsură rezolvat folosind principiul combustiei sau pirolizei în două etape.
În prima etapă, biocarburanții solizi (lemn de foc, rumeguș, peleți etc.) sunt expuși mai întâi la expunere termică cu puține accese de oxigen - piroliză. În timpul pirolizei, combustibilul eliberează un gaz combustibil. A doua etapă este arderea obișnuită a gazului cu o cantitate suficientă de oxigen, de obicei cu pompare forțată.
A piroliza două trepte permite combust aproape complet combustibilul, extragerea combustibilului din energia maximă pe care se rezolvă de asemenea problema de curățare a cuptorului. Dar cu al doilea punct, totul este mult mai complicat.
- În al doilea rând, lemn de foc are un timp îndelungat de umplere. Desigur, la umplere cherestea nu au nevoie de milioane de ani, dar pentru o energie modernă dinamică de 5-10 ani care sunt necesare pentru a transforma sămânța într-un copac matur, încă mai sunt perioadă inacceptabil de lung. Prin urmare, căutarea de biocarburanți, adecvată pentru uz industrial, a trebuit să continue.
Biocombustibil de origine animală
Odată ce un biocombustibil adecvat nu putem oferi plante (copaci), ochii inginerilor energetici s-au îndreptat spre animale. Și din nou avem de-a face cu o întoarcere la origini: un combustibil biologic solid de origine animală a fost de asemenea folosit din timpuri străvechi. Faceți cunoștință cu prepelița.
Kizyak - gunoi uscat de mult timp a fost folosit ca si combustibil de catre nomazi. Persoanele nomade care trăiau în stepi și deșerturi aveau întotdeauna lipsă de combustibil lemnos - de la săpăturile sărașului, tamburul și spini de cămilă, un incendiu serios nu se îndoaie. Dar ceea ce nomazii aveau întotdeauna din abundență sunt bălegarul de la cirezi nenumărați pe care nomazii i-au condus de la pășuni la pășuni.
Sosul de sfeclă pentru multe secole a fost combustibilul tradițional al săracilor din India. Mancatul de găluște nu era mai puțin un erou colorat și frecvent de legende indiene decât un miner de cărbune european. Și în provinciile fără copaci din China, gura de gătit și de încălzire a fost uscată pe pereții sudici ai casei.
Producția animală modernă produce gunoi de grajd pe o scară cu adevărat industrială. Folosirea acestui "reciclabil" drept combustibil, printre altele, va rezolva problema utilizării sale. Metodele moderne de uscare și prelucrare fac posibilă obținerea din bălegarul solid a biocombustibilului solid sub formă de granule convenabile sau brichete, complet lipsite de miros neplăcut. Acest combustibil este deja utilizat pentru încălzirea cazanelor cu combustibil solid, precum și pentru cuptoare și seminee.
Combustibil din deșeuri
Drumul nu este singurul tip de deșeu agricol care poate fi folosit drept combustibil. Agropromul modern în cantități imense "produce" o varietate de deșeuri de plante - coji, paie, coji, etc. După presare și peletizare, acest combustibil poate concura cu lemn și peleți.
În plus, retragerea producției agricole poate fi utilizată nu numai direct. Fermentația, adică transformarea zahărului în alcool cu ajutorul enzimelor secretate de bacterii, a fost cunoscută și din cele mai vechi timpuri. Fermentația tradițională a fost utilizată în producția de băuturi alcoolice, dar alcoolul este un carburant excelent. Deșeurile din agricultură nu pot fi mai potrivite ca o "bază alimentară" pentru bacteriile care transformă zahărul conținut în aceste deșeuri în alcool combustibil.
Chiar și astăzi, bioetanolul derivat din deșeurile de porumb este un combustibil comun în țările din America de Sud care nu au acces la câmpurile petroliere.
Biocombustibilii este puțin probabil ca niciodată să înlocuiască complet sursele tradiționale de energie, dar cu siguranță va element de economisire a energiei la scară globală.