| Голос с того светаJulya |  |
Биотопливо (патент № М-015).
1. Суть проблемы.
А что будет, если нефть закончится? А что будет, если мусора станет так много, что мы будем задыхаться в нём?
Эти вопросы стали уже не просто «страшилками», но повесткой дня. Так, на каждого жителя Земли приходится 1,5 тонны отходов в год. По прогнозам экспертов, нефти осталось на 50-100 лет.
2. Решение.
Есть ли альтернатива? Да! И она называется биогаз.
Биогаз состоит из 62% метана и 38% углекислого газа.
Энергия, заключенная в 28 м3 биогаза, эквивалентна энергии 16,8 м3 природного газа, 20,8 л нефти или 18,4 л дизельного топлива.
3. Технология.
В 1967 г. Брайант и др. установили, что уксуснокислые и метанообразующие микроорганизмы образуют симбиоз, который ранее считался одним микробом и назывался Methanobacillus omelianskii.
Метановое «брожение» происходит в водонепроницаемых цилиндрических цистернах (дайджестерах) с боковым отверстием, через которое вводится ферментируемый материал. Над дайджестером находится стальной цилиндрический контейнер, который используется для сбора газа; нависая над бродящей смесью в виде купола, контейнер препятствует проникновению внутрь воздуха, так как весь процесс должен происходить в строго анаэробных условиях. Дайджестеры изготовляют из глиняных кирпичей, бетона или стали. Купол для сбора газа может быть изготовлен из нейлона; в этом случае его легко прикреплять к дайджестеру, изготовленному из твердого пластического материала. Газ надувает нейлоновый мешок, который обычно соединен с компрессором для повышения давления газа.
В тех случаях, когда используются отходы домашнего хозяйства или жидкий навоз, соотношение между твердыми компонентами и водой должно составлять 1:1. Смесь сбраживаемых материалов обычно засевают ацетогенными и метаногенными бактериями или отстоем из другого дайджестера. Против закисления используют известь.
Оптимальное «переваривание» происходит в условиях, близких к нейтральным (рН 6,0—8,0). Максимальная температура процесса зависит от мезофильности или термофильности микроорганизмов (30—40° С или 50—60° С); резкие изменения температуры нежелательны.
4. Мнение международных организаций. Примеры использования биогаза.
Еще в 1979 году конференция ООН по науке и технике для развивающихся стран и эксперты "Экономической и социальной комиссии по странам Азии и Тихого океана" подчеркивали достоинства интегрированных сельскохозяйственных программ, использующих биогаз. Такие программы направлены на разработку пищевых культур, а также на производство белка культурами водорослей, создание рыбных ферм, переработку отходов и превращение различных отбросов в удобрения и энергию в виде метана.
Одним из основных принципов энергетической политики Индии является производство биогаза в сельских районах. В конце 1979 г. в Индии работало менее 100 000 установок. В Китае в этот же период насчитывалось 10 млн. установок. В Центральной Америке построены установки, работающие на отходах производства кофе. В Масатенанго была построена фабрика, выпускающая 90 м3 биогаза в сутки и 900 т органических удобрений в год из отходов кофе. Биогаз обеспечивает работу двигателя мощностью 35 л. с., являющегося частью устройства, которое лущит кофе со скоростью 3 т/ч, вырабатывает 1500 Ватт электроэнергии и обеспечивает работу компрессора. В Израиле с 1974 г. производством биогаза занимается «Ассоциация киббуци индастриз» (KIA). Проведены фундаментальные исследования процесса метаногенеза при активном участии нескольких университетов и промышленных исследовательских институтов под эгидой министерства энергетики.
5. Почему биогаз лучше?
Производство биогаза имеет следующие достоинства:
1. Альтернатива нефти и газу.
2. Безотходность. Наоборот, можно превращать отходы сельского хозяйства в удобрения и полезные добавки (углекислый газ используется для фотосинтеза, .
3. Поддержание окружающей среды. «Чистое» производство.
Выводы.
Биогаз является альтернативой бензину и солярке. Можно рекомендовать биогаз в качестве топлива для экологичного транспорта.
Комментарии (3)
Интересно, почему за прошедшие с открытия более полусотню лет биогаз так и не стал альтернативой газу и нефти? Возможно себестоимость и производительность слишком малы, чтобы рассматривать это как реальную альтернативу? В чем ваша инновация-то?
"Интересно, почему за прошедшие с открытия более полусотню лет биогаз так и не стал альтернативой газу и нефти?"
1. Для запуска биогаза нужна инфраструктура (двигатели, заправки и т.д.)
2. Производством биогаза пока занимаются не очень большие компании, у которых нет мощностей для "поточного" производства. Хотя, может быть, это-то и хорошо :) Но не для лоббирования :)
3. Нефть пока не кончилась :), инфраструктура под неё есть, и за нефтью стоят большие компании. Примечательно, что цена за баррель нефти - один из показателей локального состояния экономики наравне с ценой за золото. Особенно актуально для России :)
"Возможно себестоимость и производительность слишком малы, чтобы рассматривать это как реальную альтернативу?"
Да, собестоимость и производительность малы. Но сколько стоит добыча нефти? И сколько биогаза? В разы меньше. При этом биогаз не загрязняет окружающую среду и не создаёт отходов. Поэтому действительно можно рассматривать биогаз как локальный вариант решения энергетической проблемы (маленькая компания обеспечивает биогазом 1 город или, что вероятнее город и окружающие деревни), а не глобальный ("нефтяные гиганты") проект.
Но я бы не сказала, что такая децентрализация плохой вариант, так как в маленьких компаниях часто проще внедрять инновации, они более гибко приспосабливаются под конкретные запросы, и результаты их деятельности находятся на виду.
Я согласна, что минус маленьких компаний - это отсутствие мощностей и ресурсов для инноваций и сильного лобби в правительстве (возможно, именно поэтому биогаз пока не является альтернативой нефти). Но эта проблема решается путём создания союзов биогазовых компаний, в котторый входили бы менеджеры, инноваторы и простые рабочие.
"В чем ваша инновация-то?"
В том, что экологичными энергетическими разработками у нас никто не занимается (по крайней мере, я не видела). А нефть между тем заканчивается, и сельское хозяйство в долгах как в шелках, причём часто именно за электричество.
Мы рассматривали и другие варианты, которыми пока вообще никто не занимался (например, получение углеводородов из водорослей; если хотите, могу это дописать), но пришли к выводу, что биогаз дешевле всего, это раз; получается из отходов сельского хозяйства, а не диких растений, это два.
Инновация состоит в:
1. Низкой собестоимости (в разы ниже нефти).
2 Экологической безопасности (сколько раз вы слышали про взрывы газа и разлитие нефти).
3. Безотходности производства (наоборот, бактерии перерабатывают отходы сельского хозяйства).
4. Производства удобрений в качестве бонуса.
5. Возможности возродить сельское хозяйство. Как известно, сельское хозяйство у нас в коллапсе: едим импортные продукты. И, возможно, дешёвая энергия, получаемая из отходов, поднимет наше сельское хозяйство с колен.