БИОТОПЛИВО: проблемы и перспективы

БИОТОПЛИВО: проблемы и перспективы

• Цель работы:
• Исследование особенностей формирования и перспектив развития мирового рынка биотоплива в современных условиях углубления глобальных проблем мировой экономики.

• Задачи:
• выявить длительные и среднесрочные тенденции мирового рынка биотоплива, определить основные факторы, лежащие в основе его формирования и возможные перспективы развития;
• исследовать во взаимосвязи комплекс проблем, определяющих развитие мирового рынка биотоплива – ресурсных, производственных, технологических, сельскохозяйственных, энергетических, социальных и экологичесих;
• обосновать перспективные направления развития биотопливной отрасли с учетом развития науки и техники;
• использовать биотопливо на производстве и в быту.

• Объект исследования: комплекс экономических, технологических, экологических и социальных процессов и явлений, лежащих в основе формирования мирового рынка биотоплива.

• Предмет исследования: мировой рынок биотоплива как система взаимоотношений субъектов мировой энергетической и сельскохозяйственной систем.

• Практическая значимость: использование биотоплива – это перспективное направление в энергетике, за которым будущее; использовать биотопливо можно не только в масштабах страны, но и в быту.

Биодизель

Биобутанол

Биометанол

Биоэтанол

Биотопливо второго поколения

Диметиловый

Бионефть

Биотопливо третьего поколения

Биогаз

Биоводород

Биотопливо - это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.

Виды биотоплива

Газообразное топливо

Твердое

Жидкое

Солома

Дрова

Биоэтанол - это обычный этанол (C 2 H 5 OH), получаемый путем переработки растительного сырья.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

• синтетический

(гидратация этилена)

• микробиологический (спиртовое брожение)

CH 2 =CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

-

+

Обладает нулевым балансом диоксида углерода. Содержащийся в этаноле кислород, позволяет более полно сжигать углеводороды топлива. 10 % содержание этанола в бензине позволяет сократить выхлопы аэрозольных частиц до 50 %, выбросы СО 2 — на 30 %.

При сгорании этанола в выхлопных газах двигателей появляются альдегиды (формальдегид и ацетальдегид), которые наносят живым организмам не меньший ущерб, чем ароматические углеводороды.

Мировое производство биоэтанола в 2005 г. составило 36,3 млрд. литров :

• 45 % пришлось на Бразилию 44,7 % — на США.
• 45 % пришлось на Бразилию
• 44,7 % — на США.

Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США из кукурузы.

4

Диметиловый эфир (ДМЭ) - C 2 H 6 O может производиться как из угля, природного газа, так и из биомассы. Большое количество диметилового эфира производится из отходов целлюлозно-бумажного производства. Сжижается при небольшом давлении.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

В промышленности производится из природного газа, угля, или биомассы.

+

-

Является слабым наркотиком. Огнеопасен, смесь с воздухом взрывоопасна, температура вспышки −41 °C. ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 200 мг/м³.

Диметиловый эфир - экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90% меньше, чем в бензине.

В июле 2006 года Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) ( Китай ) приняла стандарт использования диметилового эфира в качестве топлива. Китайское правительство будет поддерживать развитие диметилового эфира, как возможную альтернативу дизельному топливу.

4

Биоводород — водород, полученный из биомассы.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

• биохимический метод

(водород вырабатывают различные бактерии )

• термохимический метод

(биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500—800 °C )

• биофотолиз

(водород может производить группа зелёных водорослей)

В настоящее время во всём мире ежегодно производится около 50 млн. тонн водорода. Из них примерно 48 % производится из природного газа, 30 % из нефти, и 18 % из угля. При таком производстве водорода из углеводородов получается большое количество СО 2 , который является одной из причин глобального потепления. Решение этой проблемы – биоводород.

4

Биотопливо третьего поколения - топливо, полученное из водорослей.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Из водорослей

-

Водоросли любят высокую температуру, для их производства хорошо подходит пустынный климат, но требуется некая температурная регуляция при ночных перепадах температур.

Исследователи пришли к выводу, что Калифорния, Гавайи и Нью-Мексико пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах. В течение 6 лет водоросли выращивались в прудах площадью 1000 м². 200 тысяч гектаров прудов могут производить топливо, достаточное для годового потребления 5 % автомобилей США.

4

Тепловые установки на биотопливе - устройства, в которых в качестве источника теплоты используют органические соединения, называются биомассой.

При использовании биотоплива в качестве источника теплоты рационально применение следующих термохимических процессов:

Сжигание биотоплива (с целью получения теплоты) используют:

• пиролиз или сухая перегонка;
• гидрогенизация;
• гидролиз под воздействием кислот и ферментов;
• спиртовая ферментация (брожение) .

• для приготовления пищи и обогрева жилищ;
• для сушки технических сельскохозяйственных культур;
• для производства теплоты и электроэнергии.

Биотопливо: за или против

Производство биотоплива, несомненно, имеет множество положительных моментов :

• Исследователи утверждают: биотопливо – дешево, его производство не является трудоемким, а также использование биотоплива сокращает выбросы в атмосферу углекислого газа.
• Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) вподсчитала, что рост потребления биотоплив может помочь диверсифицировать сельскохозяйственную и лесную деятельность, и улучшить безопасность пищевых продуктов, способствуя экономическому развитию.
• Производство биотоплив позволит создать в развивающихся странах новые рабочие места, снизить зависимость развивающихся стран от импорта нефти.

Биотопливо: за или против

• Однако эксперты выделяют и минусы в производстве биотоплива:
• По расчётам экономистов из Университета Миннесоты, в результате биотопливного бума число голодающих на планете к 2025 году возрастёт до 1,2 млрд. человек.
• В Индонезии и Малайзии для создания пальмовых плантаций была вырублена немалая часть тропических лесов. Причиной стала гонка за производством биодизеля- топлива, созданного на основе растительных или животных жиров, в качестве альтернативы дизельному топливу (рапсовое масло в качестве топлива может использоваться в чистом виде).

Стокгольм назван Зеленой столицей Европы

• Биогаз вырабатывается через очищение канализационных стоков из полученного ила. В Стокгольме 40% машин – «зеленые».

• Мусор для Швеции давно превратился в источник тепла и дохода.

• Швецию обогревают и освещают гидроэлектростанции, ветровые, солнечные.

• Защищая экономику и здоровье граждан, власти взяли курс на перевооружение, благодаря чему за последние 20 лет рост экономики Швеции составил 50%, выбросы парниковых газов уменьшились на 10%, и продолжают сокращаться.

Факторы, влияющие на рынок биотоплива:

• ценами на нефть;
• наличия недорогих видов сырья;
• правительственной поддержки;
• технологическими прорывами, которые могли бы снизить стоимость биотоплива второго поколения;
• конкуренцией со стороны альтернативных вариантов топлива.

Перспективы рынка биотоплива:

Объемы производства биотоплива во всем мире должны резко вырасти в течение ближайшего десятилетия благодаря значительным государственным вложениям, о чем говорится в опубликованном докладе ОЭС Р и ФАО.

млрд.л

рост цен на сырьё;

Большую роль играют сдерживающие факторы:

экология;

перенасыщения производственных мощностей;

развитие инфраструктуры;

Биотопливо в России

• У России есть все шансы стать мировым лидером по производству биотоплива. Она входит в тройку стран экспортеров топливных пеллет на европейском рынке.
• В 2012 - 2013 годах планируется ввести в эксплуатацию более 50 биогазовых электростанций в 27 регионах России.
• По расчетам экспертов, на долю биотоплива в 2030 году будет приходиться 7% потребления автомобильного топлива (сейчас – только 1%), а это значит, что торговля нефтью уже не принесет России тех сверхприбылей, которые она получаем сегодня.

• Использование биотоплива – это единственная возможность предотвратить наступление экологической катастрофы на нашей планете.