Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2012 в 17:05, практическая работа
Биодизель – альтернативное дизельное топливо
Преимущества биодизеля:
воспроизводимое сырье.
отсутствие зависимости от нефти и газа.
позволяет достигнуть требований стандарта EURO IV (уменьшение.
выбросов СО2, отсутствие серы и ароматики).
нетоксичность, способность к биодеградации.
высокая смазывающая способность
возможно, как косметическое средство для смазывания кожи и волос. Из
подсолнечника
индейцы также извлекали
В Европу подсолнечник завезли испанские завоеватели Америки примерно в
1500 году. Первоначально
растение употреблялось как
использовалось в медицине. Впервые о производстве масла из подсолнечника
в Европе задумались англичане, существует __________английский патент 1716 года,
описывающий этот процесс. Однако масштабное производство
подсолнечного масла началось именно в России.
В Россию семена подсолнечника завёз из Голландии Пётр I. Растение
первоначально
употреблялось как
Промышленный процесс производства подсолнечного масла был создан
крепостным крестьянином из Алексеевки Бокарёвым в 1828 году. Бокарёв
был знаком с производством льняного и кедрового масла и решил применить
тот же процесс для производства подсолнечного. Уже в 1833 году помещик
Шереметьев, владелец Алексеевки, при содействии Бокарёва построил
первый завод по добыче подсолнечного масла. Масло подсолнечника быстро
приобрело популярность в России, во многом потому, что его употребление
не было запрещено в дни Великого Поста (откуда, кстати и происходит
второе название подсолнечного масла - постное масло). К середине XIX века
во многих
районах Воронежской и
занимал 30-40 % посевных площадей. Усилиями российских (советских)
селекционеров В. С. Пустовойта Л. А. Жданова и др. удалось значительно
повысить масличность подсолнечника и его устойчивость к вредителям.
Наиболее престижная мировая премия в области разведения подсолнечника
носит имя Пустовойта.
В конце XIX века эмигранты из России завезли культуру производства
подсолнечника и подсолнечного масла назад в США и Канаду. Вскоре США
стало одним из основных (после России) производителей подсолнечного
масла.
В настоящее время производство подсолнечника и масла из него
распространено практически по всему миру.
Сырьём для производства биодизеля в разных странах служит :
Европа — рапс;
США — соя;
Канада — канола (разновидность рапса);
Индонезия, Филиппины — пальмовое масло;
Филиппины — кокосовое масло;
Индия — ятрофа (Jatropha);
Африка — соя, ятрофа;
Бразилия — касторовое масло.
Также применяется отработанное растительное масло, рыбий жир и т. д.
Производство биодизеля из водорослей
Наиболее перспективным источником сырья для производства биодизеля
являются водоросли. С одного акра земли можно получить 255 литров
соевого масла, или 2400 литров пальмового масла. С такой же площади
водной поверхности можно производить до 3570 баррелей бионефти.
Департамент Энергетики США с 1978 по 1996 гг. исследовал водоросли с
высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program».
Исследователи пришли к выводу, что Калифорния, Гавайи и Нью-Мехико
пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах.
В течение 6 лет водоросли выращивались в прудах площадью 1000 кв.м.
Пруд в Нью-Мехико показал высокую эффективность в захвате СО2.
Урожайность составила более 50 гр. водорослей с 1 кв.м. в день. 200 тыс.
гектаров прудов могут производить топливо, достаточное для годового
потребления 5 % автомобилей США. 200 тыс. гектаров — это менее 0,1 %
земель США,
пригодных для выращивания
остаётся множество проблем. Например, водоросли любят высокую
температуру, для их производства хорошо подходит пустынный климат, но
требуется некая температурная регуляция при ночных перепадах температур.
В конце 90-х годов технология не попала в промышленное производство из-
за низкой стоимости нефти.
Кроме выращивания водорослей в открытых прудах существуют технологии
выращивания водорослей в малых биореакторах, расположенных вблизи
электростанций. Сбросное тепло ТЭЦ способно покрыть до 77 %
потребностей в тепле, необходимом для выращивания водорослей. Эта
технология не требует жаркого пустынного климата.
В 2006 году несколько компаний объявили о строительстве заводов по
производству биодизеля из водорослей:
Global Green Solutions (Канада) по технологии компании Valcent Products
(США) — мощность производства 4 млн. баррелей бионефти в год;
Bio Fuel Systems (Испания);
De Beers Fuel Limited (ЮАР) по технологии Greenfuel Technologies
Corporation (США) — мощность производства 900 млн. галлонов биодизеля
в год (водоросли + подсолнечное масло)
Aquaflow Bionomic Corporation (Новая Зеландия) — мощность
производства 1 млн. литров биодизеля в год
Производство масла из различного сырья с одного гектара земли
Сырьё кг масла/га литров масла/га
кукуруза 145 172
кешью 148 176
овёс 183 217
люпин 195 232
календула 256 305
хлопок 273 325
конопля 305 363
соя 375 446
кофе 386 459
лён 402 478
лесной орех 405 482
семена тыквы 449 534
кориандр 450 536
семена горчицы 481 572
Рыжик (растение) 490 583
кунжут 585 696
Сафлор красильный 655 779
рис 696 828
подсолнечник 800 952
какао 863 1026
арахис 890 1059
мак 978 1163
рапс 1000 1190
олива 1019 1212
кастор 1188 1413
пекан 1505 1791
жожоба 1528 1818
ятрофа 1590 1892
макадамиа (орех) 1887 2246
Бразильский орех 2010 2392
авокадо 2217 2638
кокос 2260 2689
пальмовое масло 5000 5950
водоросли 95000
По различным оценкам, в Украине при урожайности данной культуры
в 25 ц/га (что соответствует европейскому уровню) можно будет производить
до 8,5 млн. тонн семян в год, из которых после переработки получится около
3 млн. тонн биотоплива. Это соответствует 75% потребностям в топливе
АПК страны. К 2010 году использование биотоплива должно увеличиться
до 5,75% общего использования горючего, а к 2015 году — до 15%.
Схожие оптимистические оценки делают и зарубежные специалисты. Так,
по оценкам эксперта TACIS Вели-Пекка Хейсканен, потенциал биомассы
в Украине составляет около 7 млн. тонн нефтяного эквивалента,
а ее использование позволит сэкономить около 5-7% энергоносителей.
Прогнозы на текущий сезон
Эксперты
Немецко-украинского аграрного
2008/2009 маркетинговом
году в Украине будет
рапса, или на 753 тыс. тонн больше, чем в 2007/2008 году (1,047 млн. тонн).
По данным начальника департамента растениеводства Министерства
аграрной политики Украины Александра Демидова, с начала 2008/2009
маркетингового года объемы экспорта рапса составили 2,4 млн. тонн. В
прошлом маркетинговом году было экспортировано 900 тыс. тонн.
Вместе с тем, по предварительным данным Минагрополитики, площади
посевов озимого рапса в 2009 году будут составлять около 1,5 млн. га. В 2008
году посевные площади под рапс составили 1,75 млн. га, в 2007 году - 800
тыс.га. Доля посевных площадей под рапс в общих объемах масличных
культур в 2009 году составит около 20% при прогнозированных 18%.
По данным эксперта УКАБ В.Лапы, посевные площади под рапс под урожай
следующего маркетингового года снизились на 6,2%. Эксперт отмечает: это
снижение было самым значительным среди всех озимых культур в Украине.
Перспективы выращивания рапса в Украине
Эксперты утверждают, что в ближайшие несколько лет спрос на рапс в
Украине будет только увеличиваться. Рост мощностей по переработке
масличных культур в Украине будет этому только способствовать.
Ожидается, что прирост мощностей может составить около 2 млн. тонн, в
частности, за счет введения в эксплуатацию заводов крупных агрокомпаний.
Учитывая то, что доля рапса во внутреннем производстве растет, данная
культура становится все более привлекательной для перерабатывающих
предприятий. Это, по убеждению В.Лапы, является возможным
дополнительным фактором для спроса и дополнительным позитивным
фактором для цен на рапс.
Небольшая волатильность цен на рапс и их большая устойчивость по
сравнению с другими масличными культурами обусловлена возможностью
продажи культуры как на внутреннем, так и на внешнем рынках. "По сути,
рапс привязан к мировому рынку, где, в отличие от украинского, ценовые
колебания не такие резкие, хотя волатильность этого рынка в последние годы
тоже выросла", - отмечает В.Лапа.
Вместе с тем, по его убеждению, мировая биоэнергетика является
дополнительным источником спроса на рапс, однако, одновременно и
фактором риска. "Если тенденция развития биоэнергетики определяется
больше политическими аспектами..., и если принимается решение
относительно замораживания тех или иных программ, понятно, что это
может очень быстро повлиять на ситуацию на рынке рапса", - считает
эксперт УКАБ.
По его мнению, некоторая коррекция посевных площадей под рапс под
урожай 2009 года является временным явлением. В дальнейшем тенденция
увеличения посевных площадей возобновится, хотя возможности
относительно расширения посевных площадей в Украине ограничены.
Эксперты сходятся во мнении, что около 2,5 млн. га площадей под рапс были
бы для Украины оптимальным показателем.
Таким образом, утверждает В.Лапа, в основном резервы Украины сводятся к
повышению продуктивности производства данной масличной культуры.
По данным Госкомстата, в 2007/2008 году урожайность рапса составила в
среднем 13,7 ц./га. В то же время, например, в Германии средний показатель
урожайности составляет около 30 ц./га.
Производство биодизеля
Страна 2006 г.,
тыс.тонн
2005 г.,
тыс.тонн
2004 г.,
тыс.тонн
Австрия 134 85 57
Бельгия 85 1 -
Кипр 2 1 -
Чехия 203 133 60
Дания 81 71 70
Эстония 20 7 -
Франция 775 492 348
Германия 2681 1669 1035
Греция 75 3 -
Венгрия 12 - -
Италия 857 396 320
Великобритания 445 51 9
Латвия 8 5 -
Литва 10 7 5
Мальта 3 2 -
Польша 150 100 -
Португалия 146 1 -
Словакия 89 78 15
Словения 17 8 -
Испания 224 73 13
Швеция 52 1 1,4
Всего по странам
Евросоюза 6069 3184 1933,4
Страна 2006 г.,
млн.литров
2005 г.,
млн.литров
2004 г.,
млн.литров
США 2200 283,5 94,5
Биодизель в промышленных масштабах в ЕС производится с 1992 года.
По состоянию на 2008 год в Европе располагалось более 240 заводов
по производству биодизеля общей мощностью более 18,2 млрд литров.
Основные производственные мощности расположены в Германии, Австрии,
Франции и Швеции. В то же время, 10,5 млрд литров установленной
мощности бездействовали из-за отсутствия жизнеспособного рынка сбыта.
Можно полагать, что это связано с отсутствием законодательных
и нормативных условий для его нормального функционирования. Например,
продажи биодизеля в Германии резко упали после начала налогообложения
биотоплива.
Статистические данные свидетельствуют о снижении темпов роста рынка
биотоплива в 2007 — 2008 годах по сравнению с предыдущими.
Производство биодизеля в ЕС увеличилось с 5,6 млн литров в 2006 году
до 6,5 млн литров в 2007 году и до 7,7 млн литров в 2008 году. Таким
образом, ежегодный рост составил 16,8 и 17,7 процентов соответственно.
Экологические аспекты применения и производства
Биодизель, как показали опыты, при попадании в воду не причиняет вреда
растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному
биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней
перерабатывают 99 % биодизеля, что позволяет говорить о минимизации
загрязнения рек и озёр.
Сокращение выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое
же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы
растением, являющимся исходным сырьём для производства масла, за весь
период его жизни. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом
почти не содержит серы.
Высокая температура воспламенения. Точка воспламенения для биодизеля
превышает 100 градусов Цельсия, что позволяет назвать биогорючее
относительно безопасным веществом.
Производство
Под производство сырья для биодизеля отчуждаются большие земельные
площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты
растений. Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв.
С другой стороны, жмых, получаемый в процессе производства
растительного масла, используется в качестве корма для скота, что позволяет
более полно утилизировать биомассу растения.
Производство биодизеля позволяет ввести в оборот не используемые с/х
земли, создать новые рабочие места в сельском хозяйстве, машиностроении,
строительстве и т. д.
Достоинства
Хорошие смазочные характеристики. Минеральное __________дизтопливо при
устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные
способности. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы,
характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок
жизни двигателя.
. Это вызвано его химическим составом и содержанием в нем кислорода.
Например, грузовик из Германии попал в книгу рекордов Гиннеса, проехав
более 1,25 миллиона километров на биодизеле со своим оригинальным
двигателем.
Более высокое Метановое число
Для минерального дизтоплива 42-45,
Для биодизеля (метиловый эфир) не менее 51.
Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле
одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате