Mazda alizungumza juu ya kusaidia miradi kadhaa ya utafiti ambayo inaendeleza mimea ya kijani-mwani. Katika siku zijazo, imepangwa kuanza kutolewa kwake kwa kiwango kikubwa.
Fanya kazi kuunda mafuta mapya kwa injini za mwako za ndani zinazotokana na mwani unafanywa na Chuo Kikuu cha Hiroshima na Taasisi ya Teknolojia ya Tokyo. Wakati wa mwako, mafuta hutoa tu kiasi cha dioksidi kaboni ambacho hapo awali kilikuwa kinachukua kutoka kwa anga na mwani wakati wa ukuaji. Kwa sababu ya hii, mafuta haina upande kwa suala la uzalishaji unaodhuru.
Kwa kuongezea urafiki wa mazingira, kati ya faida za aina mpya ya mafuta, ugunduzi wa mwani hubainika, ambayo inaweza kukua katika mikoa isiyofaa kwa aina zingine za kilimo. Maji safi hazihitajiki kwa umwagiliaji wao. Mafuta msingi wao hayawezi kubadilika na haina madhara katika tukio la kumwagika.
Shida kuu ya biofueli mpya kutoka mwani ni gharama kubwa ya uzalishaji ikilinganishwa na petroli na dizeli ya kawaida. Ikiwa inaweza kutatuliwa, basi Mazda imepanga kutumia mafuta mpya kwa asilimia 95 ya magari ifikapo 2030. Hii itaruhusu kuendelea kutengeneza magari na ICE hadi angalau 2040s.
Vizazi vya mimea ya mimea
Vifaa vya mmea umegawanywa katika vizazi.
Malighafi kizazi cha kwanza ni mazao yaliyo na mafuta mengi, wanga, sukari. Mafuta ya mboga mboga husindikawa kuwa biodiesel, na nyota na sukari hubadilishwa kuwa ethanol. Kwa kuzingatia mabadiliko yasiyokuwa ya moja kwa moja katika matumizi ya ardhi, malighafi kama hizo mara nyingi huharibu sana hali ya hewa kuliko ile inayoweza kuepukwa kwa kutowasha mafuta ya mafuta. Kwa kuongezea, kujiondoa kwake katika soko huathiri moja kwa moja bei ya chakula. Karibu mafuta yote ya kisasa ya kusafirisha hutolewa kutoka kwa malighafi ya kizazi cha kwanza, matumizi ya malighafi ya kizazi cha pili iko katika hatua za mwanzo za biashara au katika mchakato wa utafiti.
Mabaki yasiyokuwa ya chakula ya mimea iliyopandwa, nyasi na kuni huitwa kizazi cha pili malighafi. Kupata hiyo ni ghali sana kuliko ile ya mazao ya kizazi cha kwanza. Malighafi kama hizo zina selulosi na lignin. Inaweza kuchomwa moja kwa moja (kama ilivyokuwa kwa jadi kufanywa na kuni), kuchomwa (kupokea gesi zenye mwako), na kukaushwa. Ubaya kuu wa kizazi cha pili cha malighafi ni ulichukua rasilimali za ardhi na mapato ya chini kwa kila eneo la kitengo.
Kizazi cha tatu malighafi - mwani. Hawahitaji rasilimali za ardhi, wanaweza kuwa na mkusanyiko mkubwa wa biomasi na kiwango cha juu cha kuzaa.
Nishati ya Kizazi cha Pili
Nishati ya kizazi cha pili - mafuta anuwai yanayopatikana na njia anuwai za pyrolysis ya biomasi, au aina nyingine za mafuta, kwa kuongeza Methanoli, ethanoli, biodieseli zinazozalishwa kutoka vyanzo vya malighafi ya "kizazi cha pili".
Chanzo cha malighafi ya biofueli ya kizazi cha pili ni misombo ya ligno-selulosi baada ya sehemu za malighafi ya kibaolojia inayofaa kutumika katika tasnia ya chakula kuondolewa. Matumizi ya biomasi kwa ajili ya utengenezaji wa nishati ya kizazi cha pili ni lengo la kupunguza kiwango cha ardhi inayotumika kwa kilimo. Mimea - vyanzo vya malighafi ya kizazi cha pili ni pamoja na:
- Mwani ni viumbe rahisi vilivyobadilishwa kukua katika maji machafu au chumvi (zina mafuta zaidi ya mara mia mbili kuliko vyanzo vya kizazi cha kwanza, kama vile soya).
- Tangawizi (mmea) - inakua katika kuzunguka na ngano na mazao mengine,
- Jatropha curcas au Jatropha - inayokua katika mchanga wa eneo lenye ukame, na yaliyomo ya mafuta ya 27 hadi 40% kulingana na spishi.
Pyrolysis ya haraka hukuruhusu kugeuza biomass kuwa kioevu ambayo ni rahisi na ya bei rahisi kusafirisha, kuhifadhi na kutumia. Kutoka kwa kioevu, inawezekana kutoa mafuta ya gari, au mafuta kwa mimea ya nguvu.
Kati ya nishati ya kizazi cha pili kinachouzwa kwenye soko, maarufu zaidi ni BioOil zinazozalishwa na kampuni ya Canada Dynamotive na kampuni ya Ujerumani CHOREN Industries GmbH.
Kulingana na Wakala wa Nishati wa Ujerumani (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (pamoja na teknolojia za sasa), utengenezaji wa mafuta ya biomass pyrolysis inaweza kufunika 20% ya mahitaji ya mafuta ya Ujerumani. Kufikia 2030, na maendeleo ya teknolojia, poda ya biomass inaweza kutoa 35% ya matumizi ya mafuta ya Ujerumani. Gharama ya uzalishaji itakuwa chini ya € 0.80 kwa lita moja ya mafuta.
Mtandao wa Pyrolysis (PyNe), shirika la utafiti liliunganisha watafiti kutoka nchi 15 za Ulaya, USA na Canada, liliundwa.
Matumizi ya bidhaa za kioevu za pyrolysis ya kuni iliyokolewa pia inaahidi sana. Kwa mfano, mchanganyiko wa turpentine 70% ya gum turpentine, 25% methanoli na 5% asetoni, ambayo ni, vipande vya kavu vya kuni za pine, inaweza kutumika kwa mafanikio kama badala ya petroli ya A-80. Kwa kuongeza, kwa kunereka, taka kutoka kwa utengenezaji wa kuni hutumiwa: matawi, kisiki, gome. Mavuno ya vipande vya mafuta ni hadi kilo 100 kwa tani ya taka.
Nishati ya Kizazi cha Tatu
Nishati ya kizazi cha tatu ni mafuta yanayotokana na mwani.
Idara ya Nishati ya Merika kutoka 1978 hadi 1996 ilisomea mwani wa mwani wa juu katika Programu ya Spishi ya Viazi vya Bahari. Watafiti wamehitimisha kuwa California, Hawaii, na New Mexico zinafaa kwa uzalishaji wa viwanda wa mwani katika mabwawa ya wazi. Kwa miaka 6, mwani ulipandwa kwenye mabwawa yaliyo na eneo la milimita 1000. New Mexico Pond alitekwa sana katika CO2. Uzalishaji ulikuwa zaidi ya 50 gr. mwani na 1 m² kwa siku. Hekta 200 za mabwawa zinaweza kutoa mafuta ya kutosha kwa matumizi ya kila mwaka ya 5% ya magari ya Amerika. Hekta 200,000 - hii ni chini ya 0.1% ya ardhi ya Amerika inayofaa kwa ukuaji wa mwani. Teknolojia bado ina shida nyingi. Kwa mfano, mwani hupenda joto la juu, hali ya hewa ya jangwa inafaa katika uzalishaji wao, lakini sheria zingine za joto zinahitajika kwa tofauti za joto za usiku. Mnamo miaka ya 1990, teknolojia hiyo haikuingia katika uzalishaji wa viwandani kwa sababu ya bei ya chini ya mafuta.
Mbali na kuongezeka kwa mwani katika mabwawa ya wazi, kuna teknolojia za kuongezeka kwa mwani katika bioreactors ndogo ziko karibu na mimea ya nguvu. Joto la taka la mmea wa nguvu ya mafuta linaweza kufunika hadi 77% ya mahitaji ya joto ya kuongezeka kwa mwani. Teknolojia hii haiitaji hali ya joto ya jangwa.
Aina za biofueli
Nishati ya mafuta imegawanywa kwa nguvu, kioevu na gasi. Mango ni kuni ya kitamaduni (mara nyingi huwa katika mfumo wa taka za kutengenezea miti) na vifuniko vya mafuta (vilivyobaki mabaki madogo ya utengenezaji wa miti).
Mafuta ya kioevu ni alkoholi (methanoli, ethanol, butanol), esters, biodiesel na biomass.
Mafuta ya glasi - Mchanganyiko wa gesi anuwai na oksidi kaboni, methane, hidrojeni inayopatikana na mtengano wa mafuta ya malighafi mbele ya oksijeni (gasization), bila oksijeni (pyrolysis) au kwa Fermentation chini ya ushawishi wa bakteria.
Mango biofueli
Kuni ni mafuta ya zamani yanayotumiwa na wanadamu. Hivi sasa, ulimwenguni kwa ajili ya uzalishaji wa kuni au majani, misitu ya nishati hupandwa, inayojumuisha spishi zinazokua haraka (poplar, eucalyptus, nk). Huko Urusi, kuni na majani ni hasa mto, ambayo haifai katika ubora wa utengenezaji wa mbao.
Chumvi za mafuta na briquette - bidhaa zilizosukuma kutoka kwa taka ya kuni (vumbi la kuni, mbao za miti, gome, laini na laini ya miti, mabaki ya magogo wakati wa ukataji miti), majani, taka ya kilimo (husks ya alizeti, karanga, mbolea, matone ya kuku) na majani mengine. Chunusi za kuni huitwa pellets, ziko katika mfumo wa sarufi za glasi au spherical na mduara wa mm 8-23 na urefu wa 10-30 mm. Kwa sasa, nchini Urusi utengenezaji wa pellets za mafuta na briquette ni faida ya kiuchumi tu na viwango vikubwa.
Vyanzo vya nishati ya asili ya kibaolojia (hasa mbolea, nk) hutiwa kavu, kukaushwa na kuchomwa moto kwenye viwanja vya moto vya majengo ya makazi na vifaa vya mimea ya nguvu ya mafuta, na kutoa umeme wa bei rahisi.
Wines ya asili ya kibaolojia - isiyofanikiwa au kwa kiwango cha chini cha maandalizi ya kuchoma: machuko ya mbao, turubai za kuni, gome, manyoya, manyoya, majani, nk.
Chips za kuni - zinazozalishwa kwa kukata kuni laini au mabaki ya kukata wakati wa kuvuna moja kwa moja kwenye eneo la kukata au taka za usindikaji wa kuni katika uzalishaji kwa kutumia chippers za rununu au kutumia chippers za stationary (shredders). Huko Ulaya, chips za kuni huchomwa sana kwenye mimea kubwa ya nguvu ya mafuta na uwezo wa moja hadi makumi ya megawati.
Mara nyingi pia: peat ya mafuta, taka ngumu za manispaa, nk.
Bioethanol
Uzalishaji wa ulimwengu wa bioethanol mnamo 2015 ulikuwa jumla ya lita bilioni 98.3, kati ya hizo 30 zilikuwa nchini Brazil na 56.1 huko Merika. Ethanol huko Brazil inazalishwa hasa kutoka miwa, na Amerika kutoka mahindi.
Mnamo Januari 2007, katika ujumbe kwa Congress, George W. Bush alipendekeza 20 kwa mpango 10. Mpango ulipendekeza kupunguza matumizi ya petroli na 20% katika miaka 10, ambayo itapunguza utumiaji wa mafuta na 10%. 15% ya petroli ilitakiwa ibadilishwe na biofueli. Mnamo Desemba 19, 2007, Rais wa Merika George W. Bush alisaini Sheria ya Uhuru na Usalama ya Nishati ya Merika (EISA ya 2007), ambayo ilitaka kutoa galoni bilioni 36 za ethanol kwa mwaka ifikapo 2022. Wakati huo huo, galoni bilioni 16 za ethanol zilitolewa kutoka selulosi - sio malighafi ya chakula. Utekelezaji wa sheria umekabiliwa na shida nyingi na ucheleweshaji, malengo yaliyoainishwa ndani yake yamepitiwa mara kwa mara chini.
Ethanoli ni chanzo kidogo cha "nishati-mnene" chini ya petroli, mileage ya magari yanayoendelea E85 (mchanganyiko wa ethanol 85% na petroli 15%, barua "E" kutoka Ethanol ya Kiingereza), kwa kiasi cha mafuta ni takriban 75% ya mileage ya magari ya kawaida. Magari ya kawaida hayawezi kufanya kazi kwenye E85, ingawa injini za mwako wa ndani hufanya kazi vizuri E10 (vyanzo vingine vinadai kuwa unaweza kutumia E15). Kwenye ethanol "halisi" inaweza kufanya kazi tu. Mashine "Flex-Fuel" (mashine za "mafuta-mafuta"). Hizi gari pia zinaweza kufanya kazi kwa petroli ya kawaida (nyongeza ndogo ya ethanol bado inahitajika) au kwa mchanganyiko wa kiholela. Brazil ni kiongozi katika uzalishaji na utumiaji wa biaethanol ya miwa kama mafuta. Vituo vya gesi nchini Brazil hutoa chaguo E20 (au E25) chini ya mwongozo wa petroli ya kawaida, au "acool", ethanol azeotrope (96% C2H5OH na 4% ya maji, mkusanyiko wa ethanol wa juu hauwezi kupatikana kwa kunereka kawaida. Kuchukua fursa ya ukweli kwamba ethanol ni bei rahisi kuliko petroli, mawakala wasio na nguvu wa kuongeza mafuta huondoa E20 na azeotrope, ili mkusanyiko wake uweze kufikia 40%. Kubadilisha mashine ya kawaida kuwa mafuta-rahisi inawezekana, lakini haiwezekani kiuchumi.
Uzalishaji wa Ethanoli ya Amerika
Mnamo mwaka wa 2010, Shirika la Ulinzi wa Mazingira la Merika (EPA) lilitoa data juu ya uzalishaji wa lita milioni 100 za ethanol ya selulosi nchini Merika, kwa msingi wa taarifa kutoka kwa kampuni mbili. Nishati mbadala na Cello nishati. Kampuni zote mbili zilikomesha shughuli mwaka huo huo bila kuanza uzalishaji wa mafuta.
Mnamo Aprili 2012, kampuni Sukari ya bluu ilitoa galoni elfu 20 za kwanza, na baadaye ikamaliza shughuli hii.
Kampuni Bio ya INEOS Mnamo mwaka wa 2012, ilitangaza kuzindua kwa "uzalishaji wa kwanza wa ethanol ya selulosi yenye uwezo wa lita milioni 8 kwa mwaka," lakini EPA haikurekodi uzalishaji wowote halisi juu yake.
Mnamo 2013, EPA ilipata uzalishaji wa ethanol ya sifuri ya sifuri huko Merika.
Mnamo 2014, kampuni nne zilitangaza kuanza kwa usambazaji:
- Wasindikaji wa Kona ya Quad ya Kaunti - Julai 2014, galoni milioni 2 kwa mwaka,
- PICHA - Septemba 2014, galoni milioni 25 kwa mwaka,
- Abengoa - Oktoba 2014, galoni milioni 25 kwa mwaka,
- Dupont - Oktoba 2015, galoni milioni 30 kwa mwaka.
Kulingana na EPA ya mwaka 2015, galoni milioni 2.2 zilitengenezwa, ambayo ni, 3.6% ya iliyotangazwa na kampuni nne zilizotajwa hapo juu.
Abengoa mnamo 2015 alitangaza kufilisika.
Sheria ya Uhuru wa Usalama na Usalama, iliyopitishwa mnamo 2007 na Bunge la Amerika, ilitoa wito wa utengenezaji wa galoni bilioni 3 huko Merika mnamo 2015. Kwa hivyo, uzalishaji halisi ulifikia tu 0.073% ya lengo lililotangazwa na Congress, licha ya uwekezaji mkubwa na msaada wa serikali.
Wakosoaji wanasema kwamba majaribio yasiyofanikiwa ya kuuza uzalishaji wa ethanol kutoka selulosi huko Merika ulianza zaidi ya karne moja iliyopita na yanarudiwa kwa takriban kila miaka 20 hadi 30, na kuna mifano ambapo uzalishaji ulizidi galoni milioni moja kwa mwaka. Kwa hivyo, kwa mfano, nyuma mnamo 1910, kampuni Pombe ya kawaida alipokea pombe kutoka kwa taka ya kutengeneza miti katika biashara mbili na uwezo wa galoni 5 elfu na elfu 7 kwa siku. Walifanya kazi kwa miaka kadhaa.
Biomethanol
Kilimo cha viwandani na ubadilishaji wa kibayolojia wa phytoplankton bado haujafikia hatua ya kibiashara, lakini inazingatiwa kama moja wapo ya maeneo ya kuahidi katika utengenezaji wa nishati ya mimea.
Katika miaka ya 80 ya mapema, nchi kadhaa za Ulaya ziliunda pamoja mradi uliolenga kuunda mifumo ya viwandani kwa kutumia maeneo ya mwambao wa pwani. Utekelezaji wa mradi huu ulizuiliwa na kushuka kwa bei ya mafuta.
Uzalishaji wa biomass ya msingi inawezekana kwa kulima phytoplankton katika hifadhi bandia iliyoundwa kwenye pwani ya bahari.
Michakato ya sekondari ni methane Fermentation ya biomass na hydroxylation inayofuata ya methane kutoa methanoli.
Faida zinazowezekana za kutumia mwani wa microscopic ni kama ifuatavyo.
- uzalishaji mkubwa wa phytoplankton (hadi 100 t / ha kwa mwaka),
- wala udongo wenye rutuba au maji safi hutumika katika uzalishaji,
- mchakato haishindani na uzalishaji wa kilimo,
- ufanisi wa nishati ya mchakato hufikia 14 katika hatua ya uzalishaji wa methane na 7 katika hatua ya uzalishaji wa methanoli.
Kwa mtazamo wa uzalishaji wa nishati, mfumo huu wa biolojia unaweza kuwa na faida kubwa kiuchumi ukilinganisha na njia zingine za kubadilisha nishati ya jua.
Biobutanol
Butanol-C4H10O ni pombe ya butyl. Kioevu kisicho na rangi na harufu ya tabia. Inatumika sana kama malighafi ya kemikali katika tasnia, na haitumiki kama mafuta ya kusafirisha kwa kiwango cha kibiashara. Huko Amerika, lita bilioni 1.39 za butanol hutolewa kila mwaka kwa takriban dola bilioni 1.4.
Butanol ilianza kuzalishwa mwanzoni mwa karne ya 20 kwa kutumia bakteria Clostridia acetobutylicum. Mnamo miaka ya 50, kwa sababu ya kushuka kwa bei ya mafuta, ilianza kuzalishwa kutoka kwa bidhaa za petroli.
Butanol haina mali ya kutu, inaweza kupitishwa kwa miundombinu iliyopo. Inaweza, lakini sio lazima, ichanganye na mafuta ya jadi. Nishati ya butanol iko karibu na nishati ya petroli. Butanol inaweza kutumika katika seli za mafuta na kama malighafi kwa ajili ya utengenezaji wa hidrojeni.
Miwa, beets, mahindi, ngano, mihogo, na katika selulosi ya baadaye inaweza kuwa malighafi kwa uzalishaji wa biobutanol. Teknolojia ya uzalishaji wa biobutanol ilitengenezwa na DuPont Biofuels. Chakula cha Ushirika cha Uingereza (ABF), BP na DuPont kinaunda mmea wa biobutanol wa lita milioni 20 nchini Uingereza kutoka kwa malighafi mbali mbali.
Dimethyl ether
Inaweza kuzalishwa wote kutoka makaa ya mawe, gesi asilia, na kutoka kwa majani.Kiasi kikubwa cha dimethyl ether hutolewa kutoka kwa massa taka na uzalishaji wa karatasi. Ni pombe kwa shinikizo la chini.
Dimethyl ether ni mafuta ya mazingira bila rafiki wa kiberiti, yaliyomo ya oksidi za nitrojeni kwenye gesi za kutolea nje ni 90% chini ya ile ya petroli. Matumizi ya dimethyl ether hauitaji vichungi maalum, lakini inahitajika kubadilisha mifumo ya usambazaji wa umeme (usanikishaji wa vifaa vya gesi, urekebishaji wa malezi ya mchanganyiko) na kuwasha kwa injini. Bila mabadiliko, inawezekana kutumia kwenye magari yaliyo na injini za LPG kwa kiwango cha 30% katika mafuta.
Mnamo Julai 2006, Tume ya Kitaifa ya Maendeleo na Mageuzi (NDRC) (Uchina) ilipitisha kiwango cha matumizi ya dimethyl ether kama mafuta. Serikali ya China itasaidia maendeleo ya dimethyl ether kama njia mbadala inayoweza kutokea kwa dizeli. Katika miaka 5 ijayo, Uchina ina mpango wa kuzalisha tani milioni 5-10 za dimethyl ether kwa mwaka.
Idara ya Uchukuzi na Mawasiliano ya Moscow iliandaa azimio la rasimu ya serikali ya jiji "Juu ya upanuzi wa matumizi ya dimethyl ether na aina nyingine mbadala za mafuta ya gari."
Gari zilizo na injini zinazoendesha kwenye dimethyl ether zinatengenezwa na KAMAZ, Volvo, Nissan na kampuni ya China ya SAIC Motor.
Biodiesel
Biodiesel ni mafuta yanayotokana na mafuta ya wanyama, mmea na asili ya vijidudu, pamoja na bidhaa za ujanibishaji wao. Ili kupata biodiesel, mafuta ya mboga au wanyama hutumiwa. Malighafi zinaweza kubakwa, soya, kiganja, mafuta ya nazi, au mafuta mengine yoyote mbichi, na pia taka kutoka kwa tasnia ya chakula. Teknolojia zinaandaliwa kwa ajili ya utengenezaji wa biodiesel kutoka mwani.
Petroli ya Bio
Wanasayansi wa Urusi kutoka Taasisi ya Pamoja ya Joto la Juu (OIVT) ya Chuo cha Sayansi cha Urusi na Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow wameendeleza na kupima kwa mafanikio mmea wa kubadilisha biomasi ndogo kuwa petroli ya bio-petroli. Mafuta yaliyosababishwa yaliyochanganywa na petroli ya kawaida yalipimwa katika injini ya mwako ya ndani ya viharusi viwili. Maendeleo mapya hukuruhusu kushughulikia mara moja majani yote ya mwani, bila kukausha. Mapema majaribio ya kupata petroli ya bio-mwani kutoka mwani iliyotolewa kwa hatua ya kukausha, ambayo ilikuwa bora katika matumizi ya nishati kwa ufanisi wa nishati ya mafuta inayosababisha. Sasa shida hii imetatuliwa. Mchakato wa ukuaji wa uchumi mdogo unaokua kwa kasi zaidi kwa tija nishati ya jua na kaboni dioksidi ndani ya mimea na oksijeni kuliko mimea ya kawaida ya ardhi, kwa hivyo kupata mimea kutoka kwa mimea ni ya kuahidi sana.
Methane
Methane imetengenezwa baada ya utakaso kutoka kwa kila aina ya uchafu wa kinachojulikana kama gesi asilia kutoka kwa mafuta yaliyo na kaboni kama vile makaa ya mawe au kuni. Utaratibu huu wa exothermic hufanyika kwa joto la 300 hadi 450 ° C na shinikizo la baa ya 1-5 mbele ya kichocheo. Katika ulimwengu tayari kuna mimea kadhaa iliyotumwa kwa ajili ya utengenezaji wa methane kutoka taka za kuni.
Ukosoaji
Wakosoaji wa maendeleo ya tasnia ya biofueli wanasema kwamba kuongezeka kwa mahitaji ya nishati ya mimea ni kuwalazimisha wakulima kupunguza eneo chini ya mazao ya chakula na kuyasambaza tena kwa faida ya mazao ya mafuta. Kwa mfano, katika utengenezaji wa ethanol kutoka kwa mahindi ya kulisha, bard hutumiwa kutengeneza chakula kwa mifugo na kuku. Katika utengenezaji wa biodiesel kutoka soya au kubakwa, keki hutumiwa kwa uzalishaji wa chakula cha wanyama. Hiyo ni, utengenezaji wa nishati ya mimea huunda hatua nyingine katika usindikaji wa malighafi za kilimo.
- Kulingana na wachumi katika Chuo Kikuu cha Minnesota, kwa sababu ya kuongezeka kwa biofuel, idadi ya watu wenye njaa kwenye sayari itaongezeka hadi watu bilioni 1.2 ifikapo mwaka 2025.
- Jumuiya ya Chakula na Kilimo ya Umoja wa Mataifa (FAO) katika ripoti yake ya 2005 inasema kwamba kuongezeka kwa matumizi ya biofueli kunaweza kusaidia kutofautisha shughuli za kilimo na misitu na kuboresha usalama wa chakula, na kuchangia maendeleo ya uchumi. Uzalishaji wa biofuel utaunda ajira mpya katika nchi zinazoendelea na kupunguza utegemezi wa nchi zinazoendelea kwenye uagizaji wa mafuta. Kwa kuongezea, utengenezaji wa nishati ya taa utaruhusu kuhusika kwa ardhi isiyotumika sasa. Kwa mfano, nchini Msumbiji, kilimo hufanywa kwa hekta milioni 4.3 za hekta milioni 63.5 za ardhi inayofaa.
- Kufikia 2007, mimea 110 ya kumwagilia maji ilikuwa ikifanya kazi huko Merika kutoa ethanol na zaidi ya 73. zilikuwa zikitengenezwa mwishoni mwa 2008, uwezo wa uzalishaji wa ethanol wa Amerika ulifikia lita bilioni 11.4 kwa mwaka. Katika hotuba yake kwa taifa mnamo 2008, George W. Bush alitaka kuongeza uzalishaji wa bioethanol kwa galoni bilioni 35 kwa mwaka ifikapo mwaka 2017.
- Katika Mawazo ya The Commander-in-Chief's (3/28 / 2007), Fidel Castro Rus alimkosoa Rais wa Merika George W. Bush, ambaye "baada ya kukutana na watengenezaji wakuu wa gari la Amerika walionyesha wazo lake la kimademia la kutoa mafuta kutoka kwa chakula ... Mkuu wa ufalme alijivunia kwamba Merika inayotumia mahindi kama malighafi, tayari wamekuwa wazalishaji wa kwanza wa ethanol, "Castro aliandika. Na kisha, kwa kuzingatia takwimu na ukweli, alionyesha kwamba njia kama hiyo itazidisha shida za usambazaji wa chakula katika nchi za ulimwengu wa tatu, ambazo idadi ya watu mara nyingi huwa na njaa.
- Huko Indonesia na Malaysia, sehemu kubwa ya msitu wa mvua ilikatwa ili kuunda shamba za mitende. Jambo hilo hilo lilifanyika huko Borneo na Sumatra. Sababu ilikuwa mbio ya uzalishaji wa biodiesel - mafuta kama njia mbadala ya mafuta ya dizeli (mafuta ya rapese inaweza kutumika kama mafuta kwa fomu safi). Gharama ndogo na matumizi ya chini ya nishati - unahitaji nini kwa uzalishaji wa mafuta mbadala kutoka kwa mafuta ya nusu ya kiufundi.
Chaguzi za kuongeza ukubwa
Bioenergy mara nyingi huonekana kama mbadala wa kiwango kikubwa cha mafuta ya kaboni-asiye na upande. Mfano Kwa sasa, wanadamu hutumia takriban tani bilioni 12 za mimea ya mimea kwa mwaka (kupunguza biomass inayopatikana kwa mazingira ya dunia na 23%), nishati yake ya kemikali ni 230 EJ tu. Mnamo mwaka wa 2015, biofueli ilitengenezwa na jumla ya nishati ya 60 EJ, ambayo ni 10% ya mahitaji ya msingi ya nishati. Tabia zilizopo za kilimo na misitu haziongezei uzalishaji wa mimea mingine kwenye sayari, inazisambaza tu kutoka kwa mazingira ya asili kwa niaba ya mahitaji ya wanadamu. Kutosheleza 20-50% ya mahitaji ya nishati kutokana na biofuel kunamaanisha kuongezeka kwa idadi ya biomasi iliyopokelewa kwenye ardhi ya kilimo na mara 2-3. Pamoja na hii, idadi ya watu inayoongezeka itahitaji kupeanwa chakula. Wakati huo huo, kiwango cha sasa cha uzalishaji wa kilimo huathiri 75% ya uso wa dunia huru kutoka kwa jangwa na barafu, ambayo husababisha shinikizo kubwa kwa mazingira na uzalishaji mkubwa wa CO.2 . Uwezo wa kupokea idadi kubwa ya nyongeza katika siku zijazo ni shida sana.
"Upendeleo wa kaboni" ya wazanzibari
Wazo la "kutokubandika kwa kaboni" ya bioeneria limeenea, kulingana na ambayo uzalishaji wa nishati kutoka kwa mimea hautoi kwa kuongezwa kwa CO2 ndani ya anga. Mtazamo huu unakosolewa na wanasayansi, lakini upo katika hati rasmi ya Jumuiya ya Ulaya. Hasa, inasisitiza maagizo ya kuongeza sehemu ya bioolojia hadi 20% na mimea ya mimea katika usafirishaji hadi 10% ifikapo 2020. Walakini, kuna mwili unaokua wa ushahidi wa kisayansi unaonyesha shaka juu ya nadharia hii. Kupanda mimea kwa uzalishaji wa biofueli inamaanisha kwamba ardhi inapaswa kutolewa na kuachiliwa kutoka kwa mimea mingine ambayo inaweza kutoa kaboni asili kutoka kwa anga. Kwa kuongezea, hatua nyingi za mchakato wa uzalishaji wa biofueli pia husababisha uzalishaji wa CO.2. Uendeshaji wa vifaa, usafirishaji, usindikaji wa kemikali ya malighafi, usumbufu wa mchanga unaambatana na uzalishaji wa CO2 ndani ya anga. Mizani ya mwisho katika hali zingine inaweza kuwa mbaya kuliko wakati wa kuchoma mafuta. Chaguo jingine kwa bioenergy ni pamoja na kupata nishati kutoka kwa taka anuwai za kilimo, ukataji miti, nk inamaanisha kuondolewa kwa taka hizi kutoka kwa mazingira ya asili, ambapo wakati wa kozi ya asili ya matukio, kaboni iliyomo ndani yao, kama sheria, inaweza kupita kwenye mchanga wakati wa mchakato wa kuoza. Badala yake, hutolewa ndani ya anga wakati huchomwa.
Tathmini ya maisha ya msingi wa tathmini ya teknolojia ya bioenergy hutoa matokeo mengi kulingana na ikiwa mabadiliko ya moja kwa moja na ya moja kwa moja katika matumizi ya ardhi hayazingatiwi, uwezekano wa kupata mazao ya bidhaa (kwa mfano kulisha mifugo), jukumu la chafu ya nitrous oksidi kutoka kwa uzalishaji wa mbolea na mambo mengine. Kulingana na Farrell et al. (2006), uzalishaji wa mimea kutoka kwa mimea ni 13% chini kuliko uzalishaji wa kawaida wa petroli. Utafiti uliofanywa na Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Amerika unaonyesha kuwa na "upeo" wa muda wa miaka 30, biodiesel ya nafaka ikilinganishwa na mafuta ya kawaida hutoa anuwai kutoka kwa kupunguzwa kwa 26% hadi ongezeko la uzalishaji wa 34% kulingana na mawazo yaliyotengenezwa.
Deni la Carbon
Matumizi ya biomasi katika tasnia ya nguvu ya umeme inaleta shida nyingine ya kutokuwamo kwa kaboni, ambayo sio kawaida kwa usafirishaji wa mimea. Kama sheria, katika kesi hii tunazungumza juu ya kuchoma kuni. CO2 kutoka kwa kuni inayowaka huingia angani moja kwa moja wakati wa mchakato wa kuchoma, na uchimbaji wake kutoka kwa anga hufanyika wakati miti mpya inakua kwa makumi na mamia ya miaka. Lag wakati huu kawaida huitwa "deni la kaboni", kwa misitu ya Ulaya hufikia miaka mia mbili. Kwa sababu ya hii, "kutokuwepo kwa kaboni" kwa kuni kama mimea hai haiwezi kuhakikisha katika kipindi kifupi na cha kati, wakati huo huo, matokeo ya kupigwa kwa hali ya hali ya hewa yanaonyesha hitaji la upunguzaji wa haraka wa uzalishaji. Matumizi ya miti inayokua haraka kwa kutumia mbolea na njia zingine za teknolojia ya kilimo cha viwandani husababisha uingizwaji wa misitu na mashamba ambayo yana kaboni kidogo kuliko mazingira ya asili. Kuanzishwa kwa upandaji miti kama huu kunasababisha upotezaji wa viumbe hai, upotezaji wa mchanga na shida zingine za mazingira sawa na matokeo ya kuenea kwa ukiritimba wa nafaka.
Matokeo ya Mfumo wa Ikolojia
Kulingana na utafiti uliochapishwa katika jarida hilo Sayansikuanzisha mashtaka ya uzalishaji wa CO2 kutoka kwa mafuta ya ziada, wakati wa kupuuza uzalishaji wa biofueli, itasababisha kuongezeka kwa mahitaji ya kibayoteki, ambayo ifikapo 2065 itageuza halisi misitu ya asili, meadows na mazingira mengine mengi kuwa mimea ya mimea ya mimea. Misitu sasa inaharibiwa kwa nishati ya mimea. Kuongezeka kwa mahitaji ya pellets husababisha upanuzi wa biashara ya kimataifa (kimsingi na vifaa kwenda Ulaya), na kutishia misitu kote ulimwenguni. Kwa mfano, mtayarishaji wa umeme wa Kiingereza Drax anapanga kupokea nusu ya uwezo wake 4 GW kutoka kwa nishati ya mimea. Hii inamaanisha hitaji la kuagiza tani milioni 20 za kuni kwa mwaka, mara mbili ya vile inavunwa nchini Uingereza yenyewe.
Ufanisi wa Nishati ya Biofuel
Uwezo wa nishati ya biombeli kutumika kama chanzo cha msingi cha nishati inategemea faida yake ya nishati, ambayo ni, uwiano wa nishati inayopatikana inayotumika. Usawa wa nishati ya ethanol ya nafaka hujadiliwa katika Farrell et al. (2006). Waandishi wanahitimisha kuwa nishati inayotolewa kutoka kwa aina hii ya mafuta ni kubwa sana kuliko matumizi ya nishati kwa uzalishaji wake. Kwa upande mwingine, Pimentel na Patrek, wanasema kwamba matumizi ya nishati ni 29% zaidi ya nishati inayoweza kupona. Utofauti huu unahusiana sana na tathmini ya jukumu la bidhaa-ndogo, ambayo, kulingana na tathmini nzuri, inaweza kutumika kama kulisha mifugo na kupunguza hitaji la uzalishaji wa soya.
Athari kwa Usalama wa Chakula
Kwa kuwa, licha ya miaka ya juhudi na uwekezaji mkubwa, uzalishaji wa mafuta kutoka mwani hauwezi kuondolewa nje ya maabara, nishati ya mimea inahitaji kuondolewa kwa shamba. Kulingana na IEA ya 2007, uzalishaji wa kila mwaka wa 1 EJ ya nishati ya biofuel kwa mwaka unahitaji hekta milioni 14 za ardhi ya kilimo, 1% ya mafuta ya uchukuzi inahitaji 1% ya ardhi ya kilimo.
Usambazaji
Inakadiriwa na Taasisi ya Worldwatch Mnamo 2007, lita bilioni 60 za mafuta ya mimea yalizalishwa ulimwenguni, ikiwakilisha 1.5% ya matumizi ya mafuta ya kioevu duniani. Uzalishaji wa Ethanoli ulifikia lita bilioni 46. Merika na Brazil hutoa 95% ya ethanol ya ulimwengu.
Mnamo mwaka wa 2010, uzalishaji wa ulimwengu wa viwandani kioevu uliongezeka hadi lita bilioni 105, ambayo ni asilimia 2.7 ya matumizi ya mafuta ulimwenguni katika usafirishaji wa barabara. Mnamo 2010, lita bilioni 85 za ethanol na lita bilioni 19 za biodiesel zilitolewa. Sehemu ya Merika na Brazil katika utengenezaji wa ethanol ulimwenguni ulipungua hadi 90%.
Zaidi ya theluthi ya nafaka huko USA, zaidi ya nusu ya waliokamatwa huko Uropa, na karibu nusu ya miwa huko Brazil huenda kwenye utengenezaji wa mimea ya mimea. (Bureau et al, 2010).
Nishati katika Ulaya
Tume ya Ulaya imeweka lengo la kutumia vyanzo mbadala vya nishati katika angalau 10% ya magari ifikapo 2020. Pia kuna lengo la mpito la 5.75% ifikapo 2010.
Mnamo Novemba 2007, Wakala wa Mafuta Yanaweza Kuanzishwa nchini Uingereza ili kusimamia uanzishwaji wa mahitaji ya mafuta yanayoweza kurejeshwa. Kamati hiyo iliongozwa na Ed Gallaher, mkurugenzi mtendaji wa zamani wa Shirika la Mazingira.
Mjadala juu ya uwezekano wa nishati ya mimea katika 2008 ulisababisha uchunguzi wa pili wa shida na tume iliyoongozwa na Gallagher. Athari zisizo za moja kwa moja za utumiaji wa nishati ya mimea kwenye uzalishaji wa chakula, utofauti wa mazao yaliyopandwa, bei ya chakula na eneo la ardhi la kilimo lilipimwa. Ripoti hiyo ilipendekeza kupunguza mienendo ya kuanzishwa kwa nishati ya mimea hadi 0.5% kwa mwaka. Malengo ya asilimia 5 kwa njia hii hayafai kufanikiwa mapema zaidi ya mwaka 2013/2014, miaka mitatu baadaye kuliko ilivyopendekezwa awali. Kwa kuongezea, utekelezaji zaidi unapaswa kuambatana na sharti la lazima kwa kampuni kutumia teknolojia za kisasa zinazozingatia mafuta ya kizazi cha pili.
Kuanzia Aprili 1, 2011, unaweza kununua injini mpya ya dizeli katika vituo zaidi ya 300 vya gesi ya Uswidi. Uswidi ikawa nchi ya kwanza ulimwenguni ambapo inawezekana kuongeza magari kwa kutumia dizeli ya eco, iliyotengenezwa kwa msingi wa mafuta ya pine ya Uswidi. "Huu ni mfano mzuri wa jinsi ya kutumia vitu vingi vya thamani vya misitu na jinsi" dhahabu safi ya kijani "inavyoweza kutoa ajira zaidi na hali ya hewa bora" - Waziri wa Kilimo Eskil Erlandsson / Eskil Erlandsson.
Mnamo Machi 8, 2013, safari ya kwanza ya biolojia ya kibiashara iliyokamilika ilikamilishwa. Ndege hiyo iliendeshwa na KLM Boeing 777-200 kwenye njia Amsterdam - New York.
Katika Ufini, mafuta ya kuni hutoa karibu 25% ya matumizi ya nishati na ndio chanzo kikuu, na sehemu yake inaongezeka kila wakati.
Mtambo mkubwa zaidi wa mafuta ulimwenguni kwa sasa unajengwa huko Ubelgiji. Nguvu ya nguvu nyukiambayo itafanya kazi kwenye chips za kuni.Uwezo wake wa umeme utakuwa 215 MW, na uwezo wake wa mafuta itakuwa 100 MW 107, ambayo itatoa umeme kwa kaya 450,000.
Biofuel nchini Urusi
Kulingana na Rosstat, mnamo 2010, usafirishaji wa mafuta ya nje ya Kirusi kutoka mafuta (pamoja na majani, mafuta ya kula, chips za kuni na kuni) yalifikia zaidi ya tani milioni 2.7. Urusi ni moja wapo ya nchi tatu zinazosafirisha mafuta kwenye soko la Ulaya. Karibu 20% tu ya nishati ya mimea hutolewa nchini Urusi.
Uzalishaji wa biogas unaowezekana nchini Urusi ni hadi bilioni 72 kwa mwaka. Uzalishaji uwezo wa umeme kutoka kwa biogas ni 151,200 GW, joto - 169,344 GW.
Mnamo 2012-2013, imepangwa kuagiza mitambo zaidi ya 50 ya biogas katika mikoa 27 ya Urusi. Uwezo uliowekwa wa kila kituo utakuwa kutoka 350 kW hadi 10 MW. Uwezo wa jumla wa vituo utazidi 120 MW. Gharama ya jumla ya miradi hiyo itakuwa kutoka rubles 58,5 hadi 75.8 bilioni (kulingana na vigezo vya tathmini). Utekelezaji wa mradi huu unafanywa na Shirika la GazEnergoStroy na Shirika la BioGazEnergoStroy.
Kutengwa kwa ardhi na uzalishaji wa mimea
Kulingana na maoni ya kawaida, athari mbaya za kutumia kibayoteli zinaweza kuepukwa ikiwa malighafi itapandwa kwa hiyo kwenye nchi zinazoitwa "kutelekezwa" au "kutelekezwa". Kwa mfano, Royal Royal Society katika ripoti yake inataka uamuzi wa kisiasa iliyoundwa kuhama uzalishaji "kwa nchi za pembezoni zilizo na biolojia ya chini au ardhi zilizoachwa." Katika utafiti uliofanywa na Campbell et al 2008, uwezo wa biolojia wa ulimwengu wote uliotengwa unakadiriwa kuwa chini ya 8% ya mahitaji ya msingi ya nishati ya sasa kwa kutumia hekta milioni 385-472. Uzalishaji wa ardhi hizi hutambuliwa kwa tani 4.3 kwa hekta moja kwa mwaka, ambayo ni ya chini sana kuliko makadirio ya zamani (hadi tani 10 kwa hekta kwa mwaka). Utafiti wa Field et al (2008), kulingana na ambayo kuna hekta milioni 386 za ardhi kama hiyo, inaweza kutumika kama mfano wa njia ya kuamua "shamba lililotengwa" linalofaa kwa uzalishaji wa mimea. Ardhi yoyote ambayo mazao ya kilimo yamewahi kupandwa tangu 1700 na ambayo kwa mujibu wa picha za setileti, hayatapandwa sasa, inachukuliwa kuwa "yameachwa" ikiwa hakuna misitu au makazi kwao. Wakati huo huo, hakuna jaribio linalofanywa la kutathmini matumizi ya wakaazi wa maeneo haya kwa malisho, kukusanya, bustani, nk Kama matokeo, mwandishi wa hakiki ya masomo kumi na saba ya noti za uzalishaji wa mimea ya mimea ya Goeran Berndes, "nchi ambazo mara nyingi ndio msingi wa idadi ya vijijini. " Waandishi kadhaa wanaoandika juu ya mada ya uzalishaji wa mimea hai huendelea zaidi kwa kuanzisha wazo la "ardhi isiyo na utaalam" na pamoja na nafasi kubwa za malisho katika Amerika ya Kusini, Afrika na Asia katika jamii hii. Inadhaniwa kuwa dhahiri kuwa mpito wa kilimo kikubwa kwenye ardhi hizi ni faida kwa wenyeji wao wa sasa, na mtindo wao wa maisha, uliotengenezwa na uzoefu wa vizazi vingi vya babu zao, hauna haki ya kuendelea tena. Mtazamo huu unakosolewa na watetezi wa njia ya jadi ya maisha kama njia ya kuingilia utofauti wa kitamaduni wa wanadamu na kudharau haki za jamii. Vile vile vinaashiria umuhimu wa maarifa na mazoea ya kitamaduni ambayo inawezesha maisha endelevu ya mazingira. Kulingana na shirika la Ardhi la Kimataifa la Ardhi, kwa sasa 42% ya kunyakua kwa ardhi ulimwenguni hufanywa kwa ajili ya uzalishaji wa mimea ya mimea. Watayarishaji wake huwaainisha mamia ya mamilioni ya hekta za ardhi Kusini mwa Kusini kuwa "imeachwa" na "kupatikana kwa maendeleo," wakipuuza ukweli kwamba mamia ya mamilioni ya watu wanaishi kwenye nchi hizi na wanapata pesa zao. Uharibifu wa bioanuwai pia mara nyingi haujazingatiwa. Ukamataji unawezeshwa na ukweli kwamba ardhi hizi mara nyingi zinamilikiwa kwa pamoja na jamii za vijijini, ambazo haki zao zinatokana na maoni ya jadi ya jadi na hayajasimamishwa kisheria. Faida kwa wakazi wa eneo hilo kutokana na utengenezaji wa kazi mara nyingi huwa sio maana kwa sababu ya mtaji mkubwa wa miradi iliyotumika ya uzalishaji na ujumuishaji duni wa jamii za wenyeji katika miradi hii. Kwa kuongezea, bei ya kukodisha na kiwango cha mishahara imedhamiriwa na usawa wa vikosi vya wahusika wanaohusika katika shughuli hiyo, na faida, kama sheria, iko upande wa agribusiness ya kimataifa. Colchester (2011) inaonyesha kwamba kulazimishwa hutumiwa de de facto katika utengenezaji wa mafuta ya mawese. Kwa kuongezea, kazi zilizoahidiwa kwa jamii za eneo kama sharti la uhamishaji wa ardhi mara nyingi huondolewa katika miaka michache tu (Ravanera na Gorra 2011). Kwa ujumla, hali ya utegemezi wa moja kwa moja wa wakaazi wa vijijini kwa kilimo kikubwa haigumu kwao. Huko Brazil, hamu ya wakulima wa wahamiaji “kujishughulisha wenyewe bila mwenye nyumba” inatambuliwa kama sababu muhimu katika uharibifu wa misitu ya Amazonia (dos Santos et al 2011).
Viwango
Januari 1, 2009 nchini Urusi GOST R 52808-2007 "Teknolojia zisizo za jadi. Nishati biowaste. Masharti na ufafanuzi. " Agizo Na. 424-st juu ya uanzishwaji wa kiwango hicho kiliidhinishwa na Rostekhregulirovanie mnamo Desemba 27, 2007.
Kiwango hicho kilibuniwa na Maabara ya Vyanzo vya Nishati Mbadala vya Kitivo cha Jiografia cha Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. MV Lomonosov na anaweka masharti na ufafanuzi wa dhana ya msingi katika uwanja wa nishati ya mimea, kwa kusisitiza juu ya mafuta na mafuta ya gesi.
Huko Ulaya, kuanzia Januari 1, 2010, kiwango kimoja cha nishati ya mimea ya EN-PLUS kina nguvu.
Udhibiti wa kimataifa
Ukweli wa kufurahisha ni kwamba Tume ya Ulaya inakusudia kuchochea nchi zinazoshiriki kuhamisha magari kwenda kwenye mafuta ya mimea kwa kiwango cha 10% ya jumla. Ili kufanikisha azma hii, halmashauri maalum na tume zimeundwa na zinafanya kazi huko Uropa, ambayo inawahimiza wamiliki wa gari kutayarisha tena injini zao na pia kudhibiti ubora wa viwandani vilivyopeanwa katika masoko.
Ili kuhifadhi usawa wa Bio kwenye Dunia, tume zinahakikisha kuwa idadi ya mimea ambayo ni malighafi kwa uzalishaji wa bidhaa huongezeka na kwamba haibadilishwa na mimea ambayo mimea ya mimea huzalishwa. Kwa kuongezea, biashara zinazozalisha biofueli lazima ziboresha teknolojia zao kila wakati na kuzingatia uzalishaji wa mafuta ya kizazi cha pili.
Vitu vya kweli vya mafuta nchini Urusi na ulimwenguni
Matokeo ya kazi kama hiyo haikufika kwa muda mrefu. Kwa mfano, mwanzoni mwa muongo wa pili wa karne hiyo, vituo 300 vya gesi tayari vilikuwa vimeshafanya kazi nchini Uswidi, ambapo unaweza kujaza tangi na biodiesel ya mazingira. Imetengenezwa kutoka kwa mafuta ya miti maarufu ya pine inayokua nchini Uswidi.
Na katika msimu wa joto wa 2013, hafla ilifanyika ambayo ilibadilika katika maendeleo ya teknolojia ya uzalishaji wa mafuta ya anga. Ndege ya transatlantic iliyojaa mafuta ya biofueli ilitoka Amsterdam. Boeing hii ilifika salama New York, na hivyo kuweka msingi wa utumiaji wa mafuta ya mazingira na ya bei rahisi.
Urusi inachukua nafasi ya kupendeza sana katika mchakato huu. Sisi ni wazalishaji wa aina anuwai ya nishati ya mimea, tunachukua nafasi ya tatu katika rating ya wauzaji wa mafuta ya taa! Lakini ndani ya nchi yetu, sisi hutumia chini ya 20% ya mafuta, wakati tunaendelea kutumia spishi za bei ghali.
Mikoa 27 ya Urusi ikawa maeneo ya majaribio ambapo mimea yenye nguvu ya biogas ilijengwa na kuzinduliwa. Mradi huu uligharimu karibu rubles bilioni 76, lakini akiba kutoka kwa utendakazi wa vituo huzidi gharama hizi mara nyingi.
Tuzo la Uwezeshaji
Kuahidi haswa ni teknolojia za usindikaji wa malighafi mbichi katika nishati ya umeme na umeme, na pia suluhisho kwa uzalishaji wa biopolymer. Matumizi ya teknolojia hizi huruhusu kuchakata kwao, i.e., kuchakata tena katika mzunguko mpya wa uundaji wa bidhaa (haswa, safu ndogo za seli za mafuta na bioplastiki).
Uwezo wa kutumia teknolojia hizi nchini Urusi ni kubwa sana. Maendeleo na utekelezaji wao utasababisha katika kipindi cha kati kupunguza utegemezi wa uchumi wa nchi kwenye rasilimali za nishati, bidhaa na teknolojia za nje, na uundaji wa masoko mpya.
Athari
Kuchochea maendeleo ya sekta ya uchukuzi, kuongeza urafiki wa mazingira na kukidhi mahitaji ya mafuta yanayokua.
Kupunguza ukali wa ushindani kati ya maeneo ya kiufundi na ya mboga zilizopandwa (kwa sababu ya kilimo cha microalgae katika phytoreactors, vortex reactionors ya aquarium, hifadhi za wazi).
Maendeleo ya mikoa yenye hali mbaya ya kiuchumi na kiuchumi na kupungua kwa utegemezi wao wa mafuta yanayoingizwa kutoka nje.
Kupata protini, antioxidants, rangi ya chakula na bidhaa zingine muhimu kutoka kwa microalgae.
Makadirio ya soko
Kufikia 2030, uzalishaji wa biofueli ulimwenguni utaongezeka hadi tani milioni 150 kwa bei sawa ya mafuta, na viwango vya ukuaji wa kila mwaka wa 7-9%. Sehemu yake itafikia 4-6% ya mafuta yote yanayotumiwa na sekta ya usafirishaji. Nishati ya mwani inaweza kuchukua nafasi ya mafuta zaidi ya lita bilioni 70 kila mwaka. Kufikia 2020, soko la biofueli nchini Urusi linaweza kuongezeka kwa zaidi ya mara 1.5 - hadi alama ya tani milioni 5 kwa mwaka. Muda unaowezekana wa udhihirisho wa hali ya juu: 2025-2035.
Madereva na Vizuizi
Sera za mazingira za nchi zilizoendelea kupunguza kiwango cha uchafuzi wa mazingira.
Haja ya uwekezaji wa kiwango kikubwa kwa ajili ya ujenzi wa mimea ya biodiesel, marekebisho ya michakato ya kiteknolojia.
Utegemezi wa ufanisi wa ukuaji wa ukuaji mdogo kwenye nguvu ya jua (wakati mzima katika maji wazi).
Umeme wa Taka za Kikaboni
Michakato ya matumizi na usindikaji wa taka inaweza pamoja na utengenezaji wa bidhaa muhimu na hata umeme. Kutumia vifaa maalum - seli za mafuta kidogo (MTE) - iliwezekana kutoa umeme kutoka kwa taka moja kwa moja, kupita katika hatua za uzalishaji wa biogas na usindikaji wake baadaye kuwa umeme.
MTE ni mfumo wa bioelectric. Ufanisi wa utendaji wake inategemea shughuli za kimetaboliki za bakteria zinazovunja misombo ya kikaboni (taka) na kuhamisha elektroni kwenye mzunguko wa umeme uliojengwa ndani ya mfumo huo. Ufanisi mkubwa wa bakteria kama hiyo unaweza kupatikana kwa kuzitia katika mpango wa kiteknolojia wa mimea ya matibabu ya maji machafu iliyo na vitu vya kikaboni, kuvunjika kwa ambayo kunatoa nishati.
Tayari kuna maendeleo ya maabara ambayo inaruhusu matumizi ya MTE kuongeza betri. Kwa kuongeza na kuongeza suluhisho za kiteknolojia, itawezekana kutoa umeme kwa biashara ndogo ndogo. Kwa mfano, matumizi ya kiwango cha juu cha MTE yanayotumika kwa kiasi kutoka makumi hadi maelfu ya lita zitatoa nguvu ya uhuru kwa vifaa vya matibabu.
Mchanganuo wa miundo
Utabiri wa muundo wa soko la biofueli la kimataifa: 2022 (%)
Umeme wa Taka za Kikaboni
Michakato ya matumizi na usindikaji wa taka inaweza pamoja na utengenezaji wa bidhaa muhimu na hata umeme. Kutumia vifaa maalum - seli za mafuta kidogo (MTE) - iliwezekana kutoa umeme kutoka kwa taka moja kwa moja, kupita katika hatua za uzalishaji wa biogas na usindikaji wake baadaye kuwa umeme.
MTE ni mfumo wa bioelectric. Ufanisi wa utendaji wake inategemea shughuli za kimetaboliki za bakteria zinazovunja misombo ya kikaboni (taka) na kuhamisha elektroni kwenye mzunguko wa umeme uliojengwa ndani ya mfumo huo. Ufanisi mkubwa wa bakteria kama hiyo unaweza kupatikana kwa kuzitia katika mpango wa kiteknolojia wa mimea ya matibabu ya maji machafu iliyo na vitu vya kikaboni, kuvunjika kwa ambayo kunatoa nishati.
Tayari kuna maendeleo ya maabara ambayo inaruhusu matumizi ya MTE kuongeza betri. Kwa kuongeza na kuongeza suluhisho za kiteknolojia, itawezekana kutoa umeme kwa biashara ndogo ndogo. Kwa mfano, matumizi ya kiwango cha juu cha MTE yanayotumika kwa kiasi kutoka makumi hadi maelfu ya lita zitatoa nguvu ya uhuru kwa vifaa vya matibabu.
Athari
Kuboresha urafiki wa mazingira wa michakato ya uzalishaji na ufanisi wa biashara, kupunguza utegemezi wao kwa vyanzo vya nje vya umeme, kupunguza gharama ya uzalishaji na gharama ya kupata teknolojia za matibabu.
Kuboresha hali hiyo katika mikoa yenye upungufu wa nishati, kuongeza ushindani wao kupitia matumizi ya MTE.
Uwezo wa uzalishaji wa umeme wa uhuru kwa madhumuni ya nguvu isiyo na nishati (kwa mfano, katika shamba ndogo).
Makadirio ya soko
70% - sehemu ya taka ambayo itasindika kwa kutumia njia za kibaolojia itaongezeka ifikapo 2020 nchini Urusi ikilinganishwa na 2012. Katika Jumuiya ya Ulaya, sehemu ya umeme kutoka biogas itakuwa karibu 8%. Muda unaowezekana wa udhihirisho wa hali ya juu: 2020-230.
Madereva na Vizuizi
Kuongezeka kwa taka za kikaboni na kuongezeka kwa mahitaji ya umeme.
Uwezo wa kufanya bioreactors kama vile MTE kwenye vyanzo anuwai vya nishati, pamoja na maji machafu.
Kiwango cha kutosha cha uwekezaji kinachohitajika kuingiza MTE katika michakato ya kiteknolojia, kipindi kirefu cha malipo.
Haja ya kuunganisha bioreactors na tovuti za taka.
Ufanisi mdogo wa muundo wa majaribio wa sasa wa viwandani wa bioreactors ya aina ya MTE.
Mchanganuo wa miundo
Masomo ya mifumo ya elektroni ndogo kwa aina: 2012 (%)
Ufungaji wa polymer ya biodegradable
Uwekaji wa ufungaji ulioundwa kutoka kwa polima za synthetic (mifuko, filamu, vyombo) husababisha kuzidisha kwa shida ya uchafuzi wa mazingira. Inaweza kutatuliwa na mpito kwa vifaa vya ufungaji kutoka kwa polima ambazo zinaweza kupakuliwa haraka ambazo zinapatikana tena na ni rahisi kutumia.
Katika nchi zilizoendelea zaidi, tabia huzingatiwa katika tasnia ya ufungaji ili kuweka sana na ndefu (hadi miaka mia kadhaa) polima za syntetisk za kutengeneza (kwa kipindi cha kuchakata tena kwa miezi 2-3). Kiasi cha matumizi ya kila mwaka huko Ulaya Magharibi pekee ni tani elfu 19, katika Amerika Kaskazini - tani 16 elfu. Wakati huo huo, kwa viashiria kadhaa, vifaa vya ufungaji wa biopolymer bado viko nyuma ya zile za jadi za synthetic.
Teknolojia za utengenezaji wa vifaa vya biopolymer kulingana na asidi ya polylactic kutoka sukari ya mmea wa mazao ya nafaka na sukari ya sukari inaruhusu ufungaji na sifa kubwa za watumiaji: kubadilika na hudumu, sugu ya unyevu na misombo ya fujo, isiyoingiliana na harufu, yenye mali ya kizuizi kikubwa na wakati huo huo kwa ufanisi na kwa haraka kuoza . Kuboresha teknolojia ni lengo la kupunguza nguvu zao za nyenzo na nishati.
Kizazi cha pili cha biofueli
Ugumu wa uzalishaji ni kwamba inahitaji vifaa vingi vya mmea. Na kwa kuikuza, ardhi zinahitajika, ambazo, ikiwa zimewekwa vizuri, zinapaswa kutumiwa kwa mimea ya chakula inayokua. Kwa hivyo, teknolojia mpya zinalenga kutoa mafuta ya biofueli sio kutoka kwa mmea mzima, lakini kutoka kwa taka kutoka kwa uzalishaji mwingine. Vipuli vya kuni, majani baada ya kupuria nafaka, manyoya kutoka alizeti, mafuta ya mkate na keki ya matunda, na hata mbolea na mengi zaidi - hii ndio inakuwa nyenzo mbichi ya nishati ya kizazi cha pili.
Mfano mzuri wa nishati ya kizazi cha pili ni gesi ya "maji taka", ambayo ni, biogas inayojumuisha dioksidi kaboni na methane.Ili biogas inaweza kutumika katika magari, dioksidi kaboni huondolewa kutoka kwa hiyo, kwa sababu, biomethane safi inabaki. Katika njia sawa, bioethanol na biodiesel hupatikana kutoka kwa habari ya kibaolojia.
Jinsi ya kutengeneza biodiesel
Ili kutoa biodiesel, ni muhimu kupunguza mnato wa mafuta ya mboga. Ili kufanya hivyo, glycerin huondolewa kutoka kwayo, na pombe huletwa ndani ya mafuta badala yake. Utaratibu huu unahitaji filtrations kadhaa ili kuondoa maji na uchafu wowote. Ili kuharakisha mchakato, kichocheo huongezwa kwa mafuta. Pombe pia huongezwa kwenye mchanganyiko. Ili kupata ether ya methyl, methanoli imeongezwa kwa mafuta, na ethanol imeongezwa kupata ethyl ether. Asidi hutumiwa kama kichocheo.
Vipengele vyote vimechanganywa, basi inachukua muda exgalate. Safu ya juu ya tank ni biodiesel. Safu ya kati ni sabuni. Safu ya chini ni glycerin. Tabaka zote zinaenda kwenye uzalishaji zaidi. Glycerin na sabuni ni misombo muhimu katika uchumi wa taifa. Biodiesel hupitia utakaso kadhaa, ni mchanga, huchujwa.
Takwimu za uzalishaji huu zinavutia kabisa: tani ya mafuta inayoingiliana na kilo 110 za pombe na kilo 12 za kichocheo husababisha lita 1,100 za biodiesel na zaidi ya kilo 150 za glycerin. Biodiesel ina rangi ya kahawia ya njano, kama mafuta safi ya alizeti safi iliyofungwa, glycerin ya giza, na hata kwa digrii 38 inakuwa ngumu. Baodiesel yenye ubora haifai kuwa na uchafu wowote, chembe au kusimamishwa. Kwa udhibiti endelevu wa ubora wakati wa kutumia biodiesel, inahitajika kuangalia vichungi vya mafuta ya gari.
Uzalishaji wa Bioethanol
Fermentation ya malighafi iliyo na sukari nyingi ni msingi wa uzalishaji wa bioethanol. Utaratibu huu ni sawa na kupata pombe au kuwaka kila mwezi. Wanga ya nafaka inageuka kuwa sukari, chachu huongezwa kwake, na mash hupatikana. Ethanol safi hupatikana kwa kutenganisha bidhaa za Fermentation, hii hufanyika kwenye safu maalum. Baada ya kuchujwa kadhaa, hukaushwa, yaani, maji hutolewa.
Bioethanol bila uchafu wa maji inaweza kuongezwa kwa petroli ya kawaida. Usafi wa kiikolojia wa bioethanol na athari yake ndogo kwa mazingira inathaminiwa sana katika tasnia, kwa kuongeza, bei ya biofueli inayosababishwa ni nzuri sana.