CC BY
76
-------------------------------- © М.М. Бендик, Я.В. Намакштанский,
2006
УДК 504:656
М.М. Бендик, Я.В. Намакштанский
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЕ ТОПЛИВО НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ БИОРЕСУРСОВ
ш И ерспективным направлением
J.J. получения экологически чистого топлива на основе возобновляемых биоресурсов является производство так называемого биодизеля. Основным отличием биодизеля от обычного дизтоплива является его экологическая чистота. Отработавшие газы у автомобилей, «питающихся» таким горючим, по некоторым показателям на порядок чище, чем у автомобилей, работающих на нефтяном дизельном топливе.
Биодизельным топливом являются моноэфиры растительных масел либо животных жиров. Их получают в результате химической реакции трансэте-рификации масла и жира с алкоголем в присутствии катализатора. Продуктами реакции являются моноэфиры, известные как метиловые эфиры жирных кислот (биодизель) и используемые в качестве топлива для дизелей и глицерин (используется в производстве мыла и в фармакологии). В качестве алкоголя выступает метанол и этанол, однако из-за более низкой цены метанол используется чаще. В Европе и США такие топлива как Метиловый эфир рапсового масла (Rape Methyl Ester (RME)) и метиловый эфир соевого масла (Soybean Methyl Ester (SOME)), известные еще как метиловые эфиры жирных кислот (Fatty Acid Methyl Esters (FAME)), уже применяются в качестве альтернативных дизельных
топлив и добавок к традиционным топливам.
Использование растительных масел в качестве моторного топлива - далеко не новая идея, еще Рудольф Дизель в свое время изобрел двигатель, работающий фактически на разнообразной смеси растительных масел, в частности, на арахисовом масле.
Однако, из-за доступности дешевой нефти, фито-топливо долгое время в значительной степени игнорировалось. Сегодня, наконец, мы сталкиваемся с затратами, связанными с нашей нефтяной зависимостью, с локальным и мировым загрязнением планеты. Приближается наступление экономики постископаемого топлива, и мы должны сделать все возможное, чтобы ускорить этот переход.
Использование биодизельных топлив снижает эмиссию практически всех вредных веществ по сравнению с нефтяными дизельными топливами.
Эмиссия отработавших газов биодизеля:
- сокращение выброса углекислого газа (СО2) почти на 100 %;
- сокращение выброса сернистого газа ^О2) почти на 100 %;
- сокращение выброса оксидов азота (КОх) на 5-10 % в зависимости от возраста транспортного средства и регулировок двигателя;
- сокращение выброса сажи на 40-60
%;
- сокращение выброса угарного газа (СО) на 10-50 %;
- сокращение выброса углеводорода (СН) на 10-50 %;
- сокращение выброса всех полицик-лических ароматических углеводородов.
Кроме того, биодизельное топливо (например, разлитое) полностью распадается на неагрессивные по отношению к окружающей среде компоненты. Это связано с тем, что его производят не из нефтепродуктов, а из растительного масла.
В чистом биодизельном топливе (100 % содержания метилового эфира) присутствует не более 10-15 ppm серы и не содержится ароматических соединений, что объясняет практически полное отсутствие оксидов серы и полицикличе-ских ароматических углеводородов в выхлопных газах. Эфиры растительных масел хорошо смешиваются с нефтяными дизельными топливами и не расслаиваются даже при наличии растворенной воды.
По сравнению с нефтяными дизельными топливами биодизельные топлива имеют ряд преимуществ не только по экологическим показателям.
Биодизельные топлива характеризуются высоким цетановым числом, в среднем 54-58 ед., и высокой температурой вспышки - выше 120 °С, что повышает их пожаробезопасность. Также биодизельные топлива обладают лучшей смазывающей способностью.
Возобновляемые виды биотоплива можно широко применять не только в автотракторных двигателях, но и в дизелях используемых на железной дороге или на водном транспорте. Например, актуальной задачей для железнодорожного транспорта на данный момент является улучшение экологических показателей тепловозов в соответствии с требованиями международных норм и
стандартов. Возможность децентрализованного производства рапсового масла позволяет использовать его при децентрализованном энергоснабжении, например, в дизельных двигателях блочных теплоэлектростанций.
Отходами производства рапсового масла можно кормить животных. Неочищенное биодизельное топливо также можно использовать в качестве печного топлива, а глицерин, получаемый в результате очистки - в фармакологии. Кроме того, при производстве биодизеля можно получать фосфорные удобрения.
Для производства 1 т биодизельного топлива расходуется 980 кг масла, 125 кг метилового спирта, 14,2 кг катализатора КОН.
В последние годы в США, Канаде и странах ЕС возрос коммерческий интерес к биодизельному топливу, в особенности к технологии его производства из рапса. Мировым лидером по производству и потреблению биодизельного топлива является Евросоюз, в котором с 1992 г. было построено более 40 заводов по его производству. Европейский Союз Сельскохозяйственных Производителей снижает налоги на землю, используемую под выращивание семян масличных культур для производства биодизеля, по сравнению с налогами на обычные пищевые культуры. В частности, в Германии фермер за каждый засеянный рапсом гектар земли получает 350 евро.
Европейский Союз принял директиву, по которой обязан довести использование биодизеля в странах ЕС к 2010 году до 5,75 %, что составляет более 10 млн т биодизеля. По данным Европейского совета по биодизелю, за период 2002-2004 г. рост производства биодизеля составлял ежегодно 30-35 %.
В странах ЕС биодизельное топливо производят: Германия (1 млн. 700 тыс. т/год), Франция (780 тыс. т/год), Италия
(500 тыс. т/год), Чехия (133 тыс. т/год), Польша (100 тыс. т/год), Австрия (85 тыс. т/год) и другие страны ЕС (309 тыс. т/год). Несколько заводов находятся в стадии строительства в Великобритании, Нидерландах и Норвегии.
По желанию автовладельца, на заправочных станциях биодизель могут заливать в бак автомобиля, как в чистом виде, так и в качестве добавки (обычно 5-35 %) к дизтопливу.
1. Производство и применение биодизеля: справочное пособие / А.Р. Аблаев и др. - М.: АПК и ППРО, 2006. - 92 с.
2. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие / Владим. Гос. Ун-т. - Владимир, 2000. -256 с.
В 2003 г Европейская комиссия в своем коммюнике предложила странам членам ЕС к 2020 году заменить пятую часть нефти, которую потребляет транспортный сектор, альтернативными видами горючего. С 2009 г все страны объединенной Европы будут обязаны выпускать и потреблять биодизельное топливо.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Павлова Е.И. Экология транспорта: учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2000. -248 с.
4. Экология автомобильного транспорта: учебное пособие / Ю.Ф. Гутаревич и др. - К.: Основа, 2002. - 312 с.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------
Бендик М.М., Намакштанский Я.В. - Российский университет дружбы народов.
ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИИ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТУЛЬСКИЙ ГО( :ударственный университет
ПОЛЯКОВ
Андрей
Вячеславович
Обоснование рациональных параметров импульсных струй воды высокого давления и разработка метода расчета эффективности процесса резания ими горных пород
к. т. н
