ЖИДКОЕ БИОТОПЛИВО

Задачи роста энергоэффективности российской экономики и решение энергетических задач страны требуют более активного развития энергетики, основанной на возобновляемых источниках, и в ближайшем будущем эти задачи станут одними из наиболее значимых.

Растущие темпы потребления ископаемых источников энергии и ограниченность их запасов диктуют необходимость более  активного внедрения альтернативной энергетики.

В соответствии с прогнозом, разработанным мировым энергетическим советом (МЭС),  к 2050 году потребление энергии на планете возрастет более чем в 2 раза, при этом, более 40% энергетических потребностей будет обеспечиваться за счет возобновляемых источников энергии, в том числе 32%  составит вклад биоэнергетики.

Научный поиск и внедрение новых инженерных решений в этой области продолжается, и главным результатом сейчас является не вытеснение нефти, а получение огромного опыта трансформации биологического сырья в широкую гамму продукции в промышленных масштабах. Мировое потребление жидкого биотоплива растет темпами, превышающими 15% в год.

Павловния Paulownia

Смесь бензина и этанола, известная под названием E–10, используется американскими автомобилистами вот уже четверть века. Использование E–10 разрешено всеми крупными производителями автомобилей. Топливо Е-10, подходит для использования во всех видах автомобилей, улучшает работу двигателя, путем добавления 2–3 октановых единиц к детонационной стойкости топлива, противодействует перегреву двигателя, выполняет функцию антифриза топливопровода и не вызывает загрязнения топливной форсунки.

Химическая переработка лиственной древесины путем гидролиза позволяет производить экологически чистый биоэтанол и получать смеси бензина и биоэтанола – Е20 и Е25. Добавка уже 5% биоэтанола значительно уменьшает токсичность выхлопных газов. Содержание углеводородов в выхлопе уменьшается на 4,5%, окиси азота – на 5,7%, окиси углерода – на 26,3%.

Установлено, что каждые 3% добавляемого биоэтанола увеличивают октановое число бензина на 1–1,5 единицы.

В США  повышению спроса на биоэтанол  способствовало принятие в 1990 году поправок к «Акту о чистом воздухе», которыми предусмотрено использование топлива, обогащенного кислородом, в районах с недопустимо высоким уровнем загрязнения воздуха, особенно в мегаполисах.

Интерес к быстрорастущим древесным насаждениям в немалой степени обуславливается их высоким природоохранным потенциалом.

Павловния Paulownia

Высокое содержание в зеленой массе Павловнии (Paulownia) легкогидролизуемых полисахаридов и высокая урожайность позволяет получать дешевое биотопливо в приемлемых количествах, позволяющим не только обеспечить внутреннюю потребность, но и стать достойным экспортером биоэтанола на мировом уровне. Выращивание неприхотливой быстрорастущей Павловнии (Paulownia) на землях низкого качества, непригодных для продуктовых сельскохозяйственных культур, будет решать важнейшие задачи получения сырья для биотоплива, без повышения цен на продовольствие.

для жидкого биотоплива

Преимущества выращивания Павловнии (Paulownia) для производства жидкого биотоплива:

  • Способность культуры осваиваться на бедных, в том числе песчаных почвах, не занимая необходимую для других культур плодородную почву.
  • За насаждениями, в дальнейшем, не нужен специальный уход, что в свою очередь значительно сокращает затраты.
  • Не требуется повторного высаживания. После каждой вырубки дерево регенерирует. Однократно заложенная плантация может быть использована для получения 7–8 урожаев биомассы без снижения продуктивности.
  • Ствол можно срубить в любое время года, независимо от сезона, в отличие от других пород деревьев, при заготовке которых  надо учитывать биологические особенности породы.

За 2 года урожай Павловнии (Paulownia), в соответствии с результатами, полученными в ряде зарубежных стран, может достигать 70–85 тонн биомассы с 1 Га (влажность 10-12%). Согласно американским разработкам, из 1 тонны сырья Павловнии (Paulownia) можно получить 511 литров биоэтанола.

Сырье

Кукуруза

Зерно

Сахарная свекла

Ива

Тополь

Павловния

Урожайность тонн/Га, за год

9-12

5-7

35-48

10-15

8-12

35-40

Теплотворная способность МДж/л

21,39

21,7

21,7

21,7

21,7

21,7

Выход л/тонн биомассы

470

480

189

380

342

511

Сокращение СО2, Т/Га

5,9

3,7

9,4

15,5

21,9

27,4

Цена 1 л/евро

0,34

0,55

0,53

0,54

0,53

0,32

Ссылка на статью «Economic competitiveness of Paulownia as a feedstock for ethanol and electricity production» –TennesseeStateUniversity. – «Экономическая конкурентоспособность Paulownia в качестве сырья для производства этанола и электроэнергии» – Государственный Университет Теннеси.

Учеными Государственного Университета штата Теннеси США были проведены исследования для определения экономической целесообразности организации плантаций Павловнии (Paulownia) для получения сырья для производства биоэтанола. В исследовании была рассчитана годовая чистая прибыль от производства сырья с учетом 15–летнего периода времени на плантации, при реализации сырья по ценам в диапазоне от  40$ – 62 $/тонна.

Ориентировочная цена самоокупаемости для сырья биоэтанола составила 0,21 $ /галлон и себестоимость выработки электроэнергии соответственно 0,042 $/ кВт.ч.

Павловния Paulownia

В исследованиях сельскохозяйственной опытной станции университета Форт–Вэлли в США также широко изучен и представлен потенциал культуры Павловния (Paulownia) в качестве биомассы для биотоплива.

Ссылка на статью «A Review of Paulownia Biotechnology: A Short Rotation, Fast Growing Multipurpose Bioenergy Tree» Agricultural Research Station, Fort Valley State University, Fort Valley, USA; – «Обзор Биотехнологии Павловнии: Быстрое возобновление, Быстрый рост и развитие, Универсальная Биоэнергия Дерева»» Сельскохозяйственная опытная станция университета Форт-Вэлли,  Форт-Вэлли, США;

В исследованиях отмечено, что основным преимуществом использования биомассы Павловнии (Paulownia) в качестве источника топлива является ее способность быстро возобновляться.

Биомасса Павловнии (Paulownia), содержащая большое количество целлюлозы и гемицеллюлозы, представляет большой интерес как основное сырье для производства топливного этанола. Анализ биомассы показал, что  при влажности 14,0% содержание целлюлозы –50,55%, лигнина – 21,36%,  золы – 0,49%, гемицеллюлозы – 13,6%.

Павловния Paulownia

Проводимые университетом Форт–Вэлли (ФВСУ) исследования определили, что выход биомассы Павловнии после 30 месяцев (трех вегетационных периодов) почти 92 кг/дерево. При благоприятных условиях, интенсивная плантация – 2000 деревьев на 1 гектар– может дать 150–300 тонн древесины ежегодно. Но данный потенциал биомассы во многом зависим от условий выращивания, качества почвы и климата.

Павловния Paulownia

В России развитие биотопливного сектора регулируется государственными программами “Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года” и “Энергетическая стратегия России на период до 2030 года”.

Согласно этим документам, к 2020 году в России 4,5% электроэнергии должно производиться с использованием альтернативных источников. В Норвегии этот показатель равен 67,5%, в Швеции – 50%, в Латвии – 40%.

Для производства экологических продуктов, материалов и сырья из быстрорастущей древесины не требуются качественные земли сельхозназначения.

По мнению президента РФ, использование зерна и других сельскохозяйственных товаров для производства биологического топлива, будет способствовать росту цен на продукты. В тоже время, глава государства отметил, что у России достаточно земли и энергоресурсов для организации эффективного производства в сельском хозяйстве.

«Сейчас модно говорить об альтернативных видах топлива. Но чем больше производится зерна и других продуктов в сельском хозяйстве для биотоплива, тем меньше поступает на продовольственный рынок еды. Земля используется для других целей. Соответственно, снижается объем товаров на мировом рынке и увеличиваются цены»,

В.В. Путин.

Мнение президента совпадает с мнением многих исследователей по всему миру. Но ученые возлагают большие надежды на целлюлозный этанол – биотопливо нового поколения, которое изготавливается из растений, способных расти на малоплодородной почве без удобрений. Такие культуры, как правило, никак не конкурируют с пищевым производством.

Павловния Paulownia

Природная неприхотливость и, разработанные в нашей компании технологии по высадке готовых саженцев быстрорастущих деревьев Павловнии (Paulownia) в открытый грунт, позволяют использовать для организации плантаций малоплодородные земли, которые не будут конкурировать с землями, используемыми для выращивания сельскохозяйственных культур.

В России большое количество невостребованных земель сельхозназначения.

Восстановление заброшенных земель в хозяйственном обороте означает использование мощнейшего ресурса в устойчивом развитии сельских и городских территорий.

Более подробная информация о Павловнии (Paulownia):

растения

Перейти на страницы:

деревья