Экологиялық таза отын алу – XXI ғасыр талабы

БИОЭНЕРГЕТИКА

9.1.Экологиялық таза отын алу – XXI ғасыр талабы

Биоэнергетика —биологиялық объектілер және олармен түзілетін үрдістерді қолдану негізінде энергия өндіру (биогаз алу, биомасса өндіру, биодизель, сутегі биосинтезі және т.б.), ол сарқылмайтын қуат көзіне жатады. Биоэнергетика - биомассаны тиісті өңдеуден өткізу арқылы отын ретінде қолдану.  Биомассаны энергетикада қолдану негізі фотосинтез құбылысы. Себебі, күн сәулесі әсерінен барлық фотосинтездеуші организмдер көмірсулардың әлемдік айналымына қосылады.  Органикалық қалдықтар биомассасының қуатын қолданатын биоэнергетиканың болашағы зор. Органикалық массаның жалпы мөлшері әлемдік көмір, мұнай және газдың шамасынан бірнеше есе асып түседі. Биомассаның анаэробты ашуы барысында 60-70%  метаннан тұратын  биогаз (жылу шығару қабілеті  1 м3 5000 ккал) алуға болады және газ шығымы үздіксіз, қалған қалдық - шлам  жақсы тыңайтқыш. Биоэнергетика экологиялық және экономикалық келешегі мол сала. Нәтижесінде қалдықтарды шикізат ретінде қолданып, қоршаған ортаның ластануы азаяды және табиғи ресурстар сақталады. Бұл бағытта  биоэнергетиканың болашағы зор.

9.3. Әртүрлі биотындар және оларды өндіру

Қазіргі таңда биоотын алудың бірнеше технологиясы жасалған және қолданысқа ие. Олардың негізгілеріне:

• Ауылшаруашылық өндірісі қалдықтарынан отын жасау;
• Дәстүрлі отын түрлеріне биологиялық компонеттерді қосу;
• Химиялық жолмен синтездеу.

Биоотынды ауылшаруашылық қалдықтарынан алуда негізгі шикізат көзіне өсімдік қалдықтары мен көңді жатқызуға болады.  Қалдықтар кептіріліп  400-500оС температурада қыздырылады. Осындай өңдеуден бөлінген газтәрізді фракциялардан зиянсыз қоспалардан тазартылған жоғары сапалы дизельді отын алады. Алынған дизельді отын CO2 –ға қарағанда бейтарап, осындай отын жанған уақытта, көмірқышқыл газы өсімдіктің өсуі кезінде қанша сіңірілсе, сонша бөлінеді екен.  Биологиялық жанар майдың жиілігі қатал нормаларды қанағаттандырады. Мамандардың айтуынша Еуропа елдерінде тек ауылшаруашылығы дизель отынының 80%  қамтамасыз етеді екен. Отынның экологиялық сипатын жақсарту үшін оларға биологиялық компоненттер, атап айтсақ рапс майын қосады. Егер дизель отынына 30%  рапс майын қосса, оның экологиялық қасиеті жақсарады, ал энергетикалық сипаты өзгермейді. Сонымен қатар, осындай биоотынды дәстүрлі  автокөліктердің іштен тұтанатын қозғалтқыштарына қолдануға болады.

Бензиннің және дизельді отындарды химиялық синтездеуге қуатты көп қажет етеді. Ондай отынның негізгі шикізаты ағаш болып табылады. Технологиялық үрдістерді өзгерте отырып, ағаштан отынның бірнеше түрін авиациялық бензиннен дизельді отынға дейін алуға болады.   Жасанды отын  экологиялық көрсеткіштерімен құнды.  Себебі, олар жанғанда зиянды заттар түзілмейді және CO2 қарағанда бейтарап. Бірақ, жасанды отын алудың технологиялық үрдістері күрделі және қуатты көп қажет етуіне орай қымбатқа түседі.

Биоэтанол. Этанол бензинге қарағанда қуаты жағынан біршама аз; Е85 қозғалатын автокөліктердің жүруі (қоспа 85 % этанол және 15 % бензин; «Е» әрпі ағылшын тілінен Ethanol дегенді білдіреді) отынның көлем бірлігіне шаққанда 75 % құрайды.  Кәдімгі автокөліктер  Е85 жүрмейді, олардың ішкі тұтанатын қозғалтқыштары Е10 жақсы жұмыс жасайды. «Нағыз» этанолды тек «Flex-Fuel» автокөліктеріне пайдалануға болады. Ондай автокөліктер кәдімгі бензинде жұмыс жасайды. Бразилия отын ретінде қант құрағынан биоэтанол өндіру мен қолдануда  көшбасшы болып табылады (28-сурет).    Бразилиядағы жанармай құю орындары  Е20 (немесе Е25) сияқты қарапайым бензин түрлерін немесе этанолдың «acool», азеотроп (96 % С2Н5ОН және 4% су) ұсынады. Бензинге қарағанда этанол әлдеқайда арзан болғандықтан кейбір жанармай құюшылар Е20 азеотропын қосады, кейбір жағдайда оның концентрациясы 40% жетуі мүмкін. Автокөлікті «flex-fuel» жасауға болады, бірақ экономикалық жағынан тиімсіз.