Биодизель – топливо будущего или новая экологическая проблема? Косарев В. Н.
Цели и задачи § Рассмотреть все типы биотоплива и определить его положительные и отрицательные стороны. § Рассмотреть способы получения биотоплива. § Провести опыт по получению биотоплива.
Биотопливо – наше будущее?
Биодизель n Биодизель представляет собой жидкость золотистого или темно-коричневого цвета в зависимости от исходного сырья. Он практически не смешивается с водой, так как обладает низкой плотностью, не превышающей 0, 88 г/см 3. Вязкость этого альтернативного топлива практически идентична вязкости топлива, которое производится из нефтепродуктов. В отличие от традиционного дизельного топлива, биодизель является очень агрессивным растворителем и способен вступать в контакт с резиновыми деталями двигателей. Кроме того, к недостаткам этого вида топлива можно отнести более низкую температуру загустения.
Биоэтанол n Биоэтанол представляет собой технический этиловый спирт, который производится путем гидролиза или методом ферментизации (так из крахмала или целлюлозы выделяется глюкоза) сахаросодержащих растений либо соломы, шелухи и опилок с последующей ректификацией, или, если по-русски - очищением. Самой выгодной сельскохозяйственной культурой для его производства считается кукуруза (с 1 га можно получить 2, 5 куб. м биоэтанола). Основная проблема заключается в том, что высокие российские акцизы на спирт делают его дороже бензина.
Пеллеты n «Топливные гранулы» , или, если угодно, «пеллеты» (как их еще называют), представляют собой должным образом обработанные отходы зернового производства.
Биогаз n Еще один вариант «чистого» топлива: использовать неизбежные в ходе работы свинокомплексов отходы, такие как газ и навоз. Для техники такое топливо конечно непрактично, а вот для обогрева теплиц в самый раз, да еще и на утилизации можно экономить.
За и против n Почему биотопливо так тесно связано с продовольственной проблемой, понятно – выработка биотоплива из сельскохозяйственного сырья с 2000 по 2007 год увеличилась в три раза. В данный момент биотопливо обеспечивает примерно 2% всего топлива, используемого на транспорте. По всем прогнозам такая тенденция продолжится, однако в целом вклад биотоплива в решение проблем транспортного топлива будет очень ограниченным. Иными словами, этанол и биодизельное топливо не могут серьезно повлиять на ситуацию на транспорте, не говоря уже о ситуации в мировой энергетике.
Что говорит «за» биотопливо. n n Биотопливо второго поколения, получаемое из травы, отходов лесного промысла и тд. , может снизить выбросы СО 2 на 70% - 90%. Оно уменьшает все вредные выбросы производств в целом. Биомассы без ее восстановления в природе сейчас хватит на 100 – 150 лет, а если ее и восстанавливать должным образом, то ее запасы почти ничем не ограничены.
Что говорит против. n n Очень большой риск для населения развивающихся стран, которые сильно зависят от импорта продовольствия. В особенности для их городских жителей, которые в свою очередь уже сейчас тратят до половины своего заработка на продукты питания. спрос на такой вид топлива в предстоящие десятилетия будет расти, а значит больше пойдет сахара, кукурузы, масличных культур не на удовлетворение продовольственных запросов, а на нужды энергетиков. В итоге буду расти цены на сельскохозяйственные культуры и продовольствие.
Мой опыт n Будучи самым обыкновенным учеником школы я решил проделать самый простой опыт с Биотопливом – получение биогаза и его тепловое действие.
Подготовка. n n n Я собрал установку для сбора газа, включающую в себя: Сосуд – сама емкость для получения газа. Мне такой емкостью отлично послужила трехлитровая банка, но в промышленных масштабах используют, вертикально поставленные, цистерны огромных объемов. Герметичное покрытие. Я использовал пару обычных пищевых пакетов. Ими я накрыл банку сверху и плотно прижал. Идеально было иметь герметично закрытую емкость, но этого добиться не удалось. Термометр для измерения температуры внутри реактора. Можно было использовать два совершенно одинаковых термометра, но их у меня не нашлось. Тем самым мне пришлось довольствоваться чисто субъективными показателями. Биомасса – то, что производит биогаз и вырабатывает тепло. Я использовал апельсиновые корки, но можно также использовать и другое сырье.
Первая фаза. n Предраспадный период. В первые четыре дня температура в реакторе медленно поднималась. Масса только начинала гнить, и реакция протекала слабо. Выделение газа было незначительным. Дни 1 2 3 4 Вне 24, 3 24, 1 23, 9 23, 7 Внутри 24, 3 24, 4 24, 5 24, 3 0 0, 3 0, 6 Разница
Вторая фаза. n Основное насыщение. На пятый день началось образование конденсата – это обозначило начало быстрой реакции. Выделение газа сильно увеличилось, но, что препятствовало эксперименту, началось протекание газа из реактора наружу из-за большого давления. 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 23, 7 24, 9 24, 7 24, 3 23, 9 23, 4 23, 7 23, 6 23, 8 23, 6 23, 5 23, 2 23, 1 24, 6 27, 8 27, 4 26, 7 26, 3 27, 1 26, 9 27, 3 27, 1 26, 9 26, 7 26, 4 0, 9 2, 7 3, 1 2, 8 2, 9 3, 4 3, 3 3, 5 3, 4 3, 5 3, 3 Конденсат
Третья, заключительная фаза. n Полное перегнивание. На этом этапе опыта почти вся биомасса перегнила и выделение тепла постепенно стало уменьшаться. 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 23, 4 23, 6 23, 8 23, 7 24, 1 24, 4 24, 7 24, 1 23, 7 23, 8 23, 5 23, 1 22, 9 26, 1 25, 6 25, 7 26, 8 26, 9 27, 1 26, 4 26, 1 25, 2 25, 1 24, 7 2 1, 8 2 2, 7 2, 5 2, 4 3 2, 7 2, 3 1, 7 2 1, 8
Итоги опыта. Замечания по опыту: Температура внутри реактора сильно зависит от температуры снаружи. Реакция не была столь интенсивной и быстрой из-за того, что температура окружающей среды была мала для данной реакции. Идеальной температурой считается 30 – 35 С. Многочисленные утечки газа не позволили его собрать, но позволили судить о его выделении. n 1. 2. 3. Средние значение. Вне Внутри Разница 23, 80666667 15 2, 343333333 Выводы по опыту. Несмотря на незначительную неточность вычислений и большую погрешность я смог получить хорошие результаты. Средняя разница в температурах внутри и вне составила 2. 34 С 0 за 30 дней. В то же время за период в котором наблюдалось наибольшее выделение тепла (6 – 17 дни) средняя разница температур составила 2. 96 С 0 В проведении опыта средняя температура снаружи оказалась на 10 С 0 меньше эталонной, при которой наблюдается наибольшее тепло и газоотдача. Необходима температура пока недостижима в России в больший период года. Такое получение газа рентабельно.
Выводы. n n Мир вступает в эру биоэкономики, то есть экономики, основанной на биотехнологиях, использующей возобновляемое сырье для производства энергии и материалов. Эксперты выделяют ряд преимуществ биоэкономики. В социальной сфере это диверсификация экономики сельского хозяйства и ее рост; развитие сельских регионов; улучшение социальной ситуации в городах, где расположены гидролизные заводы; укрепление здоровья человека, благоприятные перемены в экологии и качестве жизни. В экономике - снижение себестоимости, более тщательный контроль свойств продукции; появление новых продуктов и рынков; снижение зависимости торговли от энергоресурсов. В экологии биоэкономика позволяет предотвращать загрязнение окружающей среды, снижать объемы выбросов газов, вызывающих парниковый эффект, и других ядовитых веществ; создавать новые материалы, химикаты и топливо из биомассы; использовать продукты многоразового использования и переработки.
Заключение n n В заключении моего проекта скажу: Биодизель – новый вид энергии, который может еще проявить себя, но не стоит человечеству полагаться только лишь на него, ведь существует огромное количество других источников энергии, которые могут послужить нам и в то же время не навредить окружающей среде. Наверное, просто люди еще не готовы отказаться от дешевых и легко доступных видов энергии. Могу сказать, что мы живем сейчас за счет прошлых времен существования земли. Но когда-то запасы, сохраненные Землей, закончатся, и нам уже нечем будет питаться! Поэтому пора отрываться от "Нефтяной соски" и самим создавать свое будущее, переходя на более долговечные способы добычи ресурсов. Нефти и газа уже осталось на полвека. Уже сейчас пора думать о том, что будет дальше!
Список использованной литературы Журнал «Биология в школе» 8/2008 «Биотопливо: за и против» n Журнал «Биология в школе» 3/2001 Урок «Биодизель – топливо будущего или новая экологическая проблема? » n Журнал «ЮГ-спецтехника» № 27/2007 «Биотопливо: российский рецепт» n Статья: вице-президента Российской Национальной Биотопливной Ассоциации Алексея Аблаева n
Скачать презентацию Биодизель топливо будущего или новая экологическая проблема
517d4e180368fca161bbf905654a835d.ppt