Биогаз и биогазови инсталации. Биодизел.


Категория на документа: Екология



Трансестерификацията e химичен процес, при който съдържащите се в различните видове масла триглицериди реагират с метилов или етилов алкохол в присъствието на катализатор, като в резултат се получава биодизел и глицерин. За пръв път такъв процес е бил проучен от E. Duffy и J. Patrick в 1853г., като първоначално целта е била производство на синтетичен глицерин. Интересно е, че прототипът на изобретения от Rudolf Diesel двигател (създаден през 1893г.) е работил също с растително гориво - фъстъчено масло, при това без да е естерифицирано. По-късно, в двадесетте години на миналия век, дизеловите двигатели са специално приспособени за използване на дизелово гориво с петролен произход9.

Директното използване на растителни масла като гориво представлява алтернатива на производството на биодизел. Основните разлики между тези два продукта са по-голямата вискозност на необработените растителни масла и техните по-различни горивни характеристики. По тези причини, растителните масла най-често се подгряват предварително, преди подаването им в двигателя, а и самият двигател се нуждае от специално приспособяване. От друга страна, биодизелът, макар и по-скъп в сравнение с необработените масла, може да бъде използван в масово произвежданите дизелови двигатели, като само при работа със 100% биодизел (B100) се препоръчва използването на специални уплътнения . Също така, работата с растителни масла е свързано и с по-големи рискове за повреда на двигателя. Но в практиката са известни и такива двигатели, които са работили успешно в продължение на хиляди часове с необработени растителни масла, например двигателите на някои модели руски дизелови локомотиви. В наше време има случаи на прилагане на смеси от растителни масла (10%) и петролно дизелово гориво (90%). Една от системите, предназначени за такива горивни смеси е например германската система Elsbett, с общ горивен резервоар. Все пак, използването на биодизел (в смес с петролно дизелово гориво или в чисто състояние) е значително по-често срещан в практиката случай.

Експерименти за трансестерификация на рапично масло започват в 1982г. в Института по органична химия в Graz, Австрия, които са последвани от изграждането на пилотна инсталация в Silberberg през 1985г. Първата индустриална инсталация за производство на биодизел влиза в действие през 1991г. също в Австрия - в град Aschbach и е последвана от предприятия в Германия (1991г.), Чешката република (1992г.), Италия (1992г.), Франция (1993г.) и др. В нашата страна първият производител на биодизел е фирмата "Сампо" АД, която пуска в действие такава инсталация в Брусарци през 2001г.10

В последните години биодизеловата индустрия е в процес на бурно развитие. Съгласно данни на European Biodiesel Board11, производството на биодизел в Европейския съюз през 2005г. е нараснало със 65% спрямо 2004г., през 2006г. нарастването съответно е с 54% спрямо предходната година, за 2007г. е отчетено нарастване с 47.2% и за 2008г. нарастването е едва с 35,7%. За съжаление дори в две от големите страни производителки на биодизел в ЕС дори се наблюдава известно намаление - Германия и Австрия. Нарастването на производството на биодизел през 2007 и 2008г. все пак не отговаря в необходимата степен с амбициозните цели на Европейския съюз за смекчаване на климатичните промени, очертани в публикуваната Директива за възобновяемите енергийни източници 2009/28.

Производството на биодизел в България едва прохожда, но вече предизвиква голям интерес сред земеделските производители, транспортни компании, хлебопекарни и други фирми, чиито производства и услуги са зависими от горивата. Интересът на фермерите е в две посоки. От една страна, да ползват биодизела като алтернативно гориво за зареждане на селскостопанските си машини. Другата е, че имат мотивация за отглеждането на слънчоглед, рапица и други маслодайни култури. Интересът към сеенето на рапица и слънчоглед се увеличава именно заради добиваното от тях масло, което се влага в производството на биодизел12. "Пионер семена България" от 2009г. започва да прави опити с традиционни сортове рапица. От икономическа гледна точка най-добрата рапица за производство на биодизел е генномодифицираната. Тя дава масленост 75-80% и това излиза икономически най-изгодно при нейното отглеждане, докато маслеността при слънчогледа достига 35-40%. При генномодифицираната рапица от 1 тон се добиват 450 кг олио. В България има много голям интерес към отглеждането на геннопроменена рапица у нас и вече има засети площи в региона на Велико Търново. Според експертите традиционните сортове в България не са добри. Добивът от тях е едва 120 кг средно от декар, докато в Германия достигат до 400кг от декар. Разходите по отглеждането на рапица излизат около 40 лв. на декар. Общият добив за страната от маслодайната култура възлиза на около 30 хил. тона през миналата година, сочат данните на земеделското министерство. Засега не могат да изпитват генномодифицирана (променена) рапица, защото законът е доста ограничителен, но има много голям интерес от страна на фермерите да отглеждат такава. Законът за генномодифицираните организми не позволява извършването на всякакви опити с такива организми. Освен това все още не е изградена междуведомствената комисия, която трябва да започне да издава разрешителните за освобождаване на генномодифицираните организми в околната среда. Рапицата е рискова култура, защото измръзва през зимата и трябва да се търсят варианти с геннопроменена, която да е устойчива на студа. В България има възможности за нейното отглеждане поради многото пустеещи селскостопански земи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Екологичното производство се свързва предимно с технологията на създаване на продуктите. То се проявява като емисии при производството (технологични емисии), характер и съдба на отпадъците (рециклиране, изхвърляне и други). Тези насоки се обединяват в идеята за овладяване на по-съвършени производствени процеси. Усилията се насочват към: използването на нова техника, на нови технологични процеси при производството; внедряването на продукти с нови свойства; използването на нови източници на суровини; измененията в организацията на производството и неговото материално - техническо снабдяване; появата на нови пазари за реализация.

В заключение може да се каже, че биохимичната преработка на биомаса в биогазови инсталации, е базирано на изключително екологични технологии, копиращи естествените природни процеси на разлагане на органична материя. Друго предимство на биогазовите инсталации е, че позволяват обработване както на твърди и сухи, така и на течни биологични отпадни суровини, докато термохимичните методи са за суха биомаса. Така например, ако утайката от пречиствателна станция за битови отпадни води ще се изгаря, тя трябва първо да се изсуши, което е допълнителен разход на енергия. Този разход може да се спести при обработване на мократа утайка в биогазова инсталация. По същия начин стоят нещата и с течните естествени торове. Не на последно място трябва да се отбележи и екологичния ефект на производството на биогаз. При изгаряне на изкопаеми горива в атмосферата се освобождава въглероден диоксид, който до този момент не е бил включен в кръговрата на веществата. Той остава свободен в атмосферата и е основен причинител на парниковия ефект. Когато се изгаря биогаз, също се отделя въглероден диоксид, но в такива количества, каквито преди това чрез фотосинтеза или по хранителната верига са се натрупали в биомаса и биологични отпадъци. Това означава, че биогазовата енергетика не нарушава естествения кръговрат на въглеродния диоксид и освободените количества ще се включат във възстановяването на биомасата, без да предизвикват увеличаване на парниковия ефект. Безспорно предимство на биогазовите инсталации е, че за разлика от останалите методи, те дават уникален шанс на отдалечени производства, земеделски и животновъдни стопанства, да се модернизират и решавайки проблема с отпадъците си, да станат енергийно независими.

В България на повече от 1/3 от селскостопанските земи се отглеждат енергийни култури, но около 30 % от тях са площи с размери под 2 ха, като това предполага намиране на по-гъвкаво решение за производството на биогорива от енергийни култури, тъй като събирането и превозването на суровините на големи разстояния оказват влияние върху цената на крайния продукт.

Мобилните инсталации за производство на биодизел са удачен избор за България, поради спецификата на селскостопанското производство. За разлика от широко използваните стационарни инсталации, предназначени за големи количества суровини, които включват различни технологични модули, в конкретното конструктивно решение се използва един единствен производствен съд и автоматичен алгоритъм на технологичните процеси, което довежда до компактна инсталация, с малки габарити и възможности за транспортиране с конвенционални транспортни средства. Голямо предимство на разглежданата технология е нейната ниска цена, в сравнение със себестойността на биодизела в големи инсталации, намаляване себестойността на продукцията поради отпадане на необходимостта да се транспортира суровината на големи разстояния, опростена експлоатация.
Използвана литература:

1. Байков Б., Гюров Р., Берберова Р., Проучвания за екологизация на производство на биодизел и на възможностите за комбинирано производство в инсталации биогаз-биодизел; "Екологично инженерство и опазване на околната среда; 2009

2. Кирилов, К., Биодизелът в България и Европа; Годишник на Технически университет - Варна, 2007

3. Николов, П., Изборът на технологии за производство на биодизел в България. Екологична оценка на модулни инсталации, НБУ

4. Национална дългосрочна програма за насърчаване на потреблението на биогорива в транспортния сектор 2008 - 2020 г. - Министерство на икономиката и енергетиката; Министерство на транспорта - приета с Решение по точка № 2 от протокол №43 от заседание на Министерския съвет, проведено на 15 ноември 2007

5. Екологично инженерство и опазване на околната среда, Екологизация 2009, тематичен брой 8, кн. 3-4, 2009, http://nbu.bg/PUBLIC/IMAGES/File/departamenti/nauki%20za%20zemiata%20i%20okolnata%20sreda/Ecologizazia_BIODIZEL-BIOGAZ%20-STATIA.pdf

6. [email protected]

7. http://www.ekoekspert.com/eko-novini/biogazovi-instalacii

8. http://energy-review.bg/energy-statii.aspx?br=64&rub=634&id=104

9. http://www.boraem.org/files/Biogas_roadmap_BoRAEM_bg.pdf

10. https://sites.google.com/site/stayfunbg/free-energy/biogaz

1 http://www.boraem.org/files/Biogas_roadmap_BoRAEM_bg.pdf
2 http://energy-review.bg/energy-statii.aspx?br=64&rub=634&id=104
3 http://www.boraem.org/files/Biogas_roadmap_BoRAEM_bg.pdf
4 http://energy-review.bg/energy-statii.aspx?br=64&rub=634&id=104
5 [email protected]
6 http://www.boraem.org/files/Biogas_roadmap_BoRAEM_bg.pdf
7 Екологично инженерство и опазване на околната среда, Екологизация 2009, тематичен брой 8, кн. 3-4, 2009,http://nbu.bg/PUBLIC/IMAGES/File/departamenti/nauki%20za%20zemiata%20i%20okolnata%20sreda/Ecologizazia_BIODIZEL-BIOGAZ%20-STATIA.pdf
8 Николов, П., Изборът на технологии за производство на биодизел в България. Екологична оценка на модулни инсталации, НБУ, с. 12
9 http://www.ekoekspert.com/eko-novini/biogazovi-instalacii



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Биогаз и биогазови инсталации. Биодизел. 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.