slogan

Вход на сайт

Зарегистрироваться

Забыли пароль?


Опрос "СКЕПТИКА"

Интересуетесь ли вы историей?

Конечно, интересуюсь

Довольно редко

Мне это не интересно

Главная

hornaw

Мир вокруг нас

hornaw

БИОДИЗЕЛЬ


БИОДИЗЕЛЬ


- панацея во время энергетического и экологического кризиса?

(взгляд изнутри)


Общество развивается, двигаясь от кризиса к кризису.

К. Маркс



biodizel.jpeg

Данную статью автор готовил еще в 2006 году, когда еще не было тех потрясений которые постигли Украину. По техническим причинам статья нигде не публиковалась. Новый украинский стандарт в руки автора не попал. Искать его специально нет времени и, откровенно, желания. Проблемами альтернативного топлива я больше не занимаюсь. Но не думаю, что действующий украинский стандарт сильно отличается от проекта, который я листал в далеком 2006. Если я не прав, заранее прошу у читателей извинения. Производство биодизеля на Украине как было, так и осталось на прежнем уровне. Европа тоже не перешла на него полностью и вряд ли перейдет в ближайшей перспективе. Новых видов топлива за прошедшие десять лет тоже не появилось. Короче очередной тупик. На долго? Не знаю. Вот так-то.
Статья не переписывалась, а была слегка скорректирована на текущие реалии.


Тема альтернативных источников энергии и топлива не нова. Что бы убедится в этом достаточно полистать старые книги и журналы хотя бы 30 – 50-летней давности. Даже в детской литературе, например в «Детской энциклопедии» начала 60-х вы легко найдете цикл статей посвященных этой проблеме. Правда, решения этой проблемы предлагаются, в отличие от наших дней, на мой взгляд, куда более элегантные. Не будем ругать их за некоторую фантастичность. Водородные топливные элементы, к примеру, как известно, увы, так и не стали повседневностью, несмотря на то, что широко использовались американцами при реализации «Лунной программы» NASA. Тоже с другими источниками энергии, например с МГД-генераторами. НО! Эти фантастические и совсем нефантастические, но не получившие широкого воплощения альтернативы, на мой, подчеркиваю на мой взгляд, заставляли человечество думать! А наши новые предложения в качестве альтернативных топлива, увы нет. Новые решения, предлагаемые нам, просты (может быть это и хорошо), очевидны, но…

Впрочем, такие ли уж о ни новые? Что нам предлагают в качестве замены продуктов нефтехимии и газовой промышленности? Продукты сельского и лесного хозяйства. Вместо бензина – этанол, вместо дизельного топлива – биодизель: продукт переработки продуктов масляной и жировой промышленности, вместо газа – биогаз, полученный за счет брожения органических остатков. Все это уже было. Во время нашей гражданской войны автомобили и, даже самолеты, по свидетельству современников, частенько работали на спирте и даже перваче. Немцы во время Второй мировой войны, были вынуждены изобрести дровяные газогенераторы для автомобилей. Использовали их и в СССР. А так называемый биодизель, в качестве топлива, был вообще предложен в первой половине XIX века. Утилизация отходов, возобновляемые источники топлива это, разумеется, прекрасно, но всего комплекса проблем не решает. Кстати, а не кажется вам, что решая одну проблему, мы создаем себе несколько новых? Впрочем, об этом подробнее чуть позже.

Я рассмотрю в качестве примера только один из альтернативных видов топлива – биодизельное. Причина банальна. Я изучал проблему промышленного производства биодизеля, не как теоретик, а что называется изнутри, как исследователь и потенциальный производитель. Мне кажется, что мой пусть не слишком большой (всего три года), опыт будет интересен и полезен читателям.

1. Что нам стоит биодизель приготовить?

В сущности, процесс получения биодизеля из жиров очень прост. Как говорил один из моих коллег: «Можно сделать на коленке». Как сделать? Открою секрет Полишинеля. Возьмите бутылку растительного масла. Любого. Я и мои коллеги использовали рапсовое, подсолнечное, пальмовое, кукурузное, соевое масло и даже маргарин. Одна немецкая фирма, поставившая в Австралию завод по производству биодизеля из рапсового масла в течении двух дней подобрала режим для производства биодизеля из бараньего жира. Считается, что биодизель можно получить из любого растительного масла или животного жира.

Теперь нагрейте масло до 50 - 70ºС. Нагревать выше не стоит, а при более низкой температуре будет меньше выход готового продукта. Аккуратно (метанол – сильный яд и кипит при 65 ºС!) влейте 10 – 15% метанольный раствор любой щелочи КОН или NaOH, тщательно, но не слишком быстро перемешайте в течении 5 – 10 минут. И поставьте на отстой на час – два. Реакционная масса почти сразу разделится на два слоя: нижний тяжелый – глицерин и почти вся щелочь, которая в реакции не участвует, а нужна как катализатор и верхний легкий - почти готовый биодизель. Конечно, в нем будут примеси: остатки масла, остатки метанола, остатки катализатора, глицерин. Но данный продукт по основному компоненту, принципиально ничем не отличается от биодизеля, купленного где-нибудь в Германии.

Ну, что откроем дома завод по производству биодизеля? Я бы не рискнул.
Во-первых, выход основного продукта все же маловат. При одностадийном процессе, описанном выше, никак не больше 50 – 60%, а то и вовсе 30-40%.
Во-вторых, с метанолом и щелочью дома пусть работают дураки. Дураков не жаль, жаль их соседей, домашних животных, и даже, пожалуй, тараканов.
В-третьих, где этот самый метанол достать? Попытка же заменить метанол, к примеру, этиловым спиртом не самая хорошая идея. И реакция идет вяло (надо подбирать режимы) и продукт совсем не тот, что надо.
В-четвертых, те самые примеси, от которых я сперва отмахнулся. Есть русская поговорка: мал сверчок, да поганит горшок. Щелочи в нашем биодизеле не слишком много, но она рано или поздно разъест топливную систему автомобиля. Глицерина и масла тоже не много, но при сгорании они образуют нагар, что, как говорят немцы, не есть гут. Про метанол, я вообще молчу. Пить такой биодизель конечно никому в голову не придет, но нюхать его, не велика радость.

И главное: давайте посчитаем, во что выльется данная авантюра в чисто финансовом плане. В промышленных и полупромышленных условиях из литра рафинированного масла можно получить чуть меньше литра готового биодизеля. У нас дома условия куда хуже. Литр рафинированного масла стоит в России примерно 70 - 90 рублей (чуть больше $1) в розницу, плюс стоимость метанола, плюс стоимость щелочи, плюс время, которое тоже деньги. А сколько стоит литр обычного дизельного топлива на заправке? $ 0,5-0,6. (цены 2016 года!) Вопросы есть?

2. И все-таки она вертится.

И все-таки производство и потребление биодизеля во всем мире растет из года в год. Почему? На мой взгляд существует несколько причин.

1) Энергетическая независимость. Использование биодизеля не требует переделки двигателя. В случае резкого сокращения добычи, поставок нефтеуглеродного дизельного топлива и/или резкого роста цены на него биодизель является неплохой альтернативой обычного топлива. Таким образом, обеспечивается энергетическая безопасность стран, обычным дизельным топливом не обладающих. Следовательно, это чисто политическая причина. Ее актуальность пояснений не требует.

2) Декларируемая «забота» об охране окружающей природной среды. Во всех без исключения обзорах указывается на то, что сжигание литра биодизеля приводит на 10 – 15 процентов меньшему выбросу загрязняющих веществ, в сравнении с обычным дизельным . Аргумент, впрочем, достаточно спорный. И вот по какой причине. Энергия, получаемая при сгорании такого топлива на те же 10 – 15 процентов меньше . Таким образом, для нормальной работы двигателя пройдется затратить больше топлива, но при этом и выбросы увеличатся. И весь положительный эффект нивелируется. Кроме, того при неполном сгорании биодизеля должны образовываться более сложные вещества, в сравнении с обычным дизельным топливом, а это чревато образованием канцерогенных соединений. Конечно, запах жареных пирожков, характерный для горения биодизеля гораздо приятней выхлопа обычного дизеля, но кто исследовал весь спектр, веществ образующихся при сгорании биодизеля? Мне лично, подобные исследования в открытой литературе не попадались.

3) Возообновляемость сырья. Пожалуй, самый серьезный из аргументов. Запасы нефти, разумеется, не вечны. Поэтому выращивая масличные культуры, например рапс мы сможем в какой – то мере компенсировать недостаток обычного топлива. Таким образом, мы возвращаемся к ситуации, существовавшей до середины XIX века, когда до 80 % производимого растительного масла и животного жира шло на технические нужды, например для освещения. Но хорошо ли это?
Конечно, для таких стран как Украина, в которой почти все сельхозугодия используются крайне нерационально, ситуация кажется выигрышной. Давайте засеем все пустующие поля рапсом и будем миллионами тонн гнать его на Запад. Благо покупателей хватает. В прошлом году польские посредники скупали у украинских производителей рапсовое масло по 0,5 евро за килограмм (чуть больше 0,45 евро за литр).
Но, во-первых, это будет означать окончательное превращение в банановую республику с монокультурой.
Во-вторых, рапс требует гораздо более высокой культуры производства, чем большинство знакомых нам сельхозкультур. Замена его другими масличными культурами, например подсолнухом, тоже не рациональна. Подсолнух гораздо сильнее истощает почву. Впрочем, рапс, как оказалось, тоже не безгрешен в этом отношении. Недаром у агротехников эйфория от постоянного использования в севообороте рапса быстро сменилась растущим скепсисом.
В-третьих, сейчас Украине с ее гражданской войной, политической неразберихой и идиотизмом не до подобных широкомасштабных экспериментов.

4) Технологическая простота производства. Мне практически нечего возразить против этого аргумента. Метанол, конечно, не подарок, но при соблюдении нормальной технической и технологической дисциплины и культуры производства само производство гораздо проще соответствующего нефтеперегонного завода и едва ли превысит его по вредности и опасности.


Окончание следует…




Автор: NikSpika 29-03-2016 20:03:16