Жидкое биотопливо

Из масличных культур при помощи этерификации выделенного растительного масла производится различное дизельное топливо (Биодизель). Проводятся исследования по выращиванию высокопродуктивных плантаций масляных водорослей.

Путём ферментации сахаро и крахмалсодержащих продуктов (злаки, картофель, сахарная свёкла), и с предварительным гидролизом в случае использования целлюлозосодежащего растительного сырья (древесина, солома, растительные отходы) получают этанол (биоэтанол). Этанол применяется в качестве моторного топлива в чистом виде и в смеси с бензинами, используется для производства этил-трет-бутилового эфира — качественного топлива для бензиновых двигателей, являющегося частично биотопливом в отличие от метил-трет-бутилового эфира.

Газификация биомассы

Из 1 килограмма биомассы можно получить около 2,5 нм³ генераторного газа, основными горючими компонентами которого являются монооксид углерода (CO) и водород (H₂). В зависимости от способа проведения процесса газификации и исходного сырья можно получить низкокалорийный (сильно забалластированный) или среднекалорийный генераторный газ.

Из навоза животных методом метанового брожения получают биогаз. Биогаз на 55—75 % состоит из метана и на 25—45 % из СО₂. Из тонны навоза крупного рогатого скота (в сухой массе) получается 250—350 кубических метров биогаза. Мировой лидер по количеству действующих установок по производству биогаза — Китай.

Лэндфилл-газ — одна из разновидностей биогаза. Получается на свалках из муниципальных бытовых отходов. В США в 2002 году находилось в эксплуатации 350 заводов по производству лэндфилл-газа, в Европе — 750, всего в мире — 1152, общее количество производимой энергии — 3929 МВт, объём обрабатываемых отходов — 4548 млн. тонн!

Ресурсы

Россия ежегодно накапливает до 300 млн. т. в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн т в сельскохозяйственном производстве, 50 млн. т. в виде бытового мусора.

США на свободных землях могут ежегодно выращивать 1,3 миллиарда тонн биомассы (Switchgrass — разновидности проса). Из этой биомассы можно получать биотоплива в объёме, эквивалентом 4,5 млн. баррелей нефти в день.

2. Малые гэс. Потенциал, возможности, опыт работы, проблемы реализации.

Гидроэлектростанции малой мощности – это оборудование, которое основано на гидроэнергетических установках мощностью от 1 до 3000 кВт. Установки для малой гидроэнергетики классифицируют по мощности на: • оборудование для мини гидроэлектростанции мощностью до 100 кВт; • оборудование для микро гидроэлектростанций мощностью до 1000 кВт. Конструкция малой ГЭС  базируется на гидроагрегате, который включает в себя энергоблок, водозаборное устройство и элементы управления. В зависимости от того, какие гидроресурсы используются малыми гидростанциями, их делят на несколько категорий: • русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами; • стационарные мини ГЭС, использующие энергию свободного течения рек; • ГЭС, использующие существующие перепады уровней воды на различных объектах водного хозяйства; • мобильные мини ГЭС в контейнерах, с применением в качестве напорной деривации пластиковых труб или гибких армированных рукавов.

Выгоды использования мини-ГЭС

Гидроэлектростанции малой мощности обладают целым рядом преимуществ, которые делают это оборудование все более популярным. Прежде всего, стоит отметить экологическую безопасность мини ГЭС – критерий, который становится все более важным в свете проблем защиты окружающей среды. Малые гидроэлектростанции не возникает вредного влияния ни на свойства, ни на качество воды. Акватории, где устанавливается гидроэлектростанция малой мощности, можно использовать как для рыбохозяйственной деятельности, так и в качестве источника водоснабжения населенных пунктов. Кроме того, для работы малых ГЭС нет необходимости в наличии больших водоемов. Они могут функционировать, используя энергию течения небольших рек и даже ручьев.

Что касается экономической эффективности, то и здесь у микро и мини гидроэлектростанций есть немало преимуществ. Станции, разработанные с учетом современных технологий, отличаются простой в управлении, они полностью автоматизированы. Таким образом, оборудование не требуют присутствия человека. Специалисты отмечают, что и качество тока, вырабатываемого малыми ГЭС, соответствует требованиям ГОСТа как по напряжению, так и по частоте. При этом, мини ГЭС могут действовать как автономно, так и в составе электросети.

Говоря о малых гидроэлектростанциях, стоит отметить и такое их преимущество, как полный ресурс их работы, который составляет не менее 40 лет. Ну а главное - объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

Одним из важнейших экономических факторов является вечная возобновляемость гидротехнических ресурсов. Если подсчитать буквальную выгоду от применения малых ГЭС, то выяснится, что электроэнергия вырабатываемая ими практически в 4 раза дешевле электроэнергии, которую потребитель получает от теплоэлектростанций. Именно по этой причине сегодня ГЭС все чаще находят применение для электроснабжения электроёмких производств.

Не забудем и о том, что малые ГЭС не требуют приобретения какого-либо топлива. К тому же они отличаются сравнительно простой технологией выработки электроэнергии, в результате чего затраты труда на единицу мощности на ГЭС почти в 10 раз меньше, чем на ТЭЦ.

Преимущества малой гидроэлектростанции

• Малые ГЭС снижают или вовсе снимают энергетическую зависимость от коммунальных служб.

• Водный поток — постоянный источник энергии, если он достаточно большой и быстрый. Он более надежен, чем ветер или солнце (если не пересохнет или не промерзнет до дна).

• Малые ГЭС практически не загрязняют окружающую среду. Небольшое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но оно незначительно.

• Электричество, производимое малой ГЭС, можно использовать для дополнительного обогрева или испарительного охлаждения.

Недостатки малой гидроэлектростанции

• Немногие могут похвастать тем, что живут на участках земли, по которым текут реки или ручьи, подходящие для строительства малой ГЭС.

• Небольшой ручей может периодически пересыхать или промерзать, останавливая работу системы.

• Водяная турбина требует значительной массы воды для работы, а также значительного перепада высот для того, чтобы вырабатывать достаточное количество энергии (допустим, для обогрева дома). Для создания этих условий может потребоваться строительство небольшой плотины или искусственного водопада, что, в свою очередь, может быть запрещено природоохранным или иным законодательством.

• Затраты на сооружение даже малой ГЭС весьма высоки. Она долго окупается, и высокие стартовые вложения могут Свести на нет экономическую выгоду от ее использования.

Билет 15.