Что такое биодизель?

Сырье. Сырьем для производства биодизеля являются различные растительные масла (подсолнечное, рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, хлопковое, льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, касторовое, конопляное, кунжутное), отработанные масла (использованные, например, при приготовлении пищи) и животные жиры.

В Индии, например, биотопливо получают из ядер ореха с содержанием масла до 60%, растущего на неудобных и в силу этого неиспользуемых землях. В Англии для производства биодизеля используют отработанное растительное масло, объемы которого достигает 70 млн. литров в год, но чаще всего биодизель производят из рапса, как наиболее дешевого среди растительных масел.

Энергетические характеристики некоторых видов биосырья представлены в следующей таблице:

Очевидно, что одним из самых перспективных видов сырья для производства биодизеля являются водоросли, так как они являются самыми быстрорастущими растениями на земле. Основная технологическая трудность заключается в том, что водоросли чувствительны к изменению температуры, которая вследствие этого должна поддерживаться на определенном уровне (резкие суточные колебания недопустимы).

Использование биодизеля и его свойства. Биодизель может использоваться в обычных двигателях внутреннего сгорания без изменения их конструкции. Возможно применение биодизеля как самостоятельного вида топлива, так и в смеси с обычным дизельным топливом (5–35% биодизеля). Специалисты утверждают, что мощность двигателя при работе на биодизеле несколько снижается, и, как следствие, на 5–8% увеличивается расход горючего. Ресурс двигателя при использовании биодизеля не уменьшается.

Обладая примерно одинаковым с минеральным дизельным топливом энергетическим потенциалом, биодизель имеет ряд существенных преимуществ:

• он сгорает практически без токсических отходов (сера, свинец);

• снижается выделение углекислого газа;

• количество копоти уменьшается до 50%;

• биодизель обладает хорошими смазочными свойствами по сравнению с минеральным дизельным топливом

• биодизель не имеет неприятного запаха (водители, использовавшие этот вид топлива, говорят, что выхлопные газы имеют запах кухни, где жарят блины);

• пролитое на землю топливо через 3 недели на 90% разлагается микроорганизмами;

• температура воспламенения биодизеля равна 150 °С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом;

• добавка биодизеля увеличивает цетановое число топлива и его смазывающую способность, что существенно увеличивает ресурс двигателя;

• производство биодизеля легко организовать, в том числе в условиях небольшого фермерского хозяйства с использованием недорогого оборудования.

При всех своих плюсах биодизель имеет и минусы, как любой вид моторного топлива.

• Биодизель более «агрессивен» к резиновым деталям двигателя, чем обычная солярка.

• При низких температурах на жиклерах, форсунках и других калиброванных отверстиях могут образовываться отложения в виде кристаллов воска, что ведет к их закупорке. Кроме того, в холодное время года эффективность биодизеля гораздо ниже, чем солярки.

• Отмечены случаи выхода из строя насосов высокого давления и топливных фильтров, поэтому производители дизельных двигателей вносят в них конструктивные изменения, чтобы адаптировать к использованию биотоплива.

• Биодизель может разлагать лакокрасочное покрытие кузова автомобиля. Поэтому в случае пролива такого горючего на кузов его надо немедленно удалить.

Технология производства

Процесс производства биодизеля из масла несложен. В очищенное от механических примесей масло добавляют метиловый спирт и щелочь, которая является катализатором реакции. Смесь нагревают до 50°С. После отстоя и охлаждения смесь расслаивается на две фракции: легкую и тяжелую. Легкая фракция представляет собой метиловый эфир, или биодизель; тяжелая – глицерин. По своему молекулярному составу биодизель весьма близок к дизельному топливу. Из глицерина, в свою очередь, производят моющие средства, жидкое мыло и фосфорные удобрения. Глицерин применяется также в фармацевтической и лакокрасочной промышленности.

Важная особенность этого вида топлива заключается в том, что биодизель производят как в заводских условиях, так и на мобильных установках разной производительности. Например, промышленностью производятся мини-установки, которые позволяют получать до 200 тонн биодизеля в месяц при односменной работе. Её габариты составляют 10х2.5x2.5 м. Ориентировочная стоимость такой установки – 150–160 тыс. долл.

Европейский опыт показывает, что инвестиции в производства средних размеров (около 20 тыс. тонн) находятся в пределах 10 млн. евро.

Существуют и такие установки, которые дают возможность получать дизельное топливо из остаточных материалов таких, как пластмассовые отходы (пластики, бытовые отходы), отработанное масло, смола, шлам, гудрон, корм для животных, древесная стружка, макулатура, солома, несъедобные растительные масла, вакуумные осадки от нефтеперерабатывающих производств, углеродистые отложения в судовых двигателях, сильно загрязненное масло из трансформаторов, компьютерные отходы, серный конденсат, а также любые отходы, содержащие сгораемые углеводороды.

В то время, как биологическое топливо обладает существенными потенциальными преимуществами по сравнению с обычным дизельным топливом, его стоимость остается существенно более высокой, чем стоимость ДТ. В результате, биологическое топливо получило развитие только в тех странах, которые признали реальные долговременные выгоды от его применения и приняли соответствующие государственные решения в его поддержку.

Таким образом, нельзя рассматривать биодизель как панацею. Он не является единственной альтернативой топливу, получаемому из нефтепродуктов. Его основными конкурентами являются другие виды возобновляемого топлива – биоэтанол и водородное топливо.