Плюсы и минусы биотоплива кратко

Обновлено: 23.06.2024

Зеленая альтернатива традиционным бензину и дизелю — биотопливо пока сравнительно дорого, однако всеобщая обеспокоенность климатическими проблемами и растущие налоги на выбросы парниковых газов играют на руку его производителям. Попробуем разобраться, угрожает ли нефтегазовому сектору конкуренция со стороны сельского хозяйства и какие возможности для заработка на растущем рынке есть у российских компаний.

Хотя продажи электромобилей в мире растут, полный отказ от жидкого моторного топлива и перевод всего транспорта на электроэнергию случится, по-видимому, еще не скоро. Однако традиционные двигатели с минимальными доработками можно заправлять биотопливом, а это — та же энергия солнца, только преобразованная не в электричество, а в энергию связей органических веществ.

Биотопливо, то есть спирт и растительное масло, пробовали использовать в двигателях внутреннего сгорания еще на самом раннем этапе их разработки, но достаточно быстро его вытеснила нефть. Новая история биотоплива началась в 1970-х в Бразилии и США. Эти страны и сегодня остаются мировыми лидерами по объемам его производства, значительно обгоняя ближайших конкурентов — Индонезию и Германию.

Резкий рост производства биотоплива в мире произошел в 2000-х и был связан с ростом обеспокоенности изменением климата. Благодаря политической поддержке и росту цен на нефть в период с 2000 по 2007 год мировое производство этанола из растительного сырья утроилось и достигло 62 млрд л, а производство биодизеля выросло более чем десятикратно, превысив 10 млрд л. Это привело к заметному дисбалансу на рынке сельхозпродукции и стало одним из факторов резкого роста цен на продовольствие. Однако рост продолжился и в последующие годы. В период с 2010 по 2019 год объемы производства биотоплив выросли на 63% (для сравнения: рост добычи нефти за тот же период составил только 8,6%).

Ковид ударил не только по нефтяникам, но и по производителям биотоплива. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году под воздействием пандемии и мирового кризиса производство жидкого биотоплива снизилось впервые за 20 лет. Причина — в резком сокращении мобильности, в первую очередь персональной. Падение составило 11,6% по сравнению c 2019 годом. Как ожидается, производство может восстановиться в прежних объемах к 2022 году.

Низкая стоимость заготовки сахарного тростника и господдержка привели к значительному росту объемов производства биоэтанола в Бразилии

Каким бывает биотопливо?

Основные виды жидкого биотоплива — биоэтанол и биодизель. Биоэтанол — этиловый спирт, произведенный из растительного сырья. Его используют в качестве замены бензина (в смеси с ним). В Бразилии этот вид топлива производят в основном из сахарного тростника, в США — из кукурузы. Сырьем могут служить и другие культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д.

Биодизель представляет собой смесь жирных кислот, которая используется как альтернатива дизельного топлива. Для его производства подходят богатые маслами культуры, в первую очередь соя и рапс. Вообще же для производства биотоплива используют растения, которые быстро растут, производя максимум биомассы за минимум времени.

Сегодня идет поиск новых источников сырья для биотоплива. Большие перспективы связывают с гидрированным растительным маслом (HVO). Это так называемое биотопливо второго поколения. Для его производства используют отработанное растительное масло. Применяются и другие виды отходов: животный жир, различные отходы сельского и лесного хозяйства. Идут исследования возможностей получения топлива из водорослей (биотопливо третьего поколения). Водоросли способны очень быстро увеличивать свою массу, однако требуют особых условий, и пока производство в промышленных масштабах организовать не удалось.

Себестоимость производства биотоплива и ее отношение к себестоимости традиционных дизеля и бензина могут заметно различаться от страны к стране. Так, например, по данным за 2017 год, производство биоэтанола в Бразилии обходилось примерно во столько же, сколько и производство бензина (одна из причин низкой стоимости первого — дешевая рабочая сила в сельскохозяйственном секторе). В тот же период в США себестоимость биоэтанола была примерно на четверть выше бензина. Разница стоимости традиционного и биодизеля более существенна, может достигать двух и более раз.

Для автомобилей и самолетов

Биотопливо, как правило, используется в смеси с традиционными видами топлива: бензином, дизельным топливом или авиационным керосином. В России ГОСТ разрешает добавлять в автомобильное топливо до 5% биодизеля и до 10% биоэтанола. Аналогичные нормы действуют и в Европе. Более высокий процент содержания этанола требует некоторой модернизации двигателей. В кукурузных штатах США процент содержания биоэтанола в топливе может достигать 85%, а в Бразилии даже 95% (и не менее 25%). Двигатель на таком топливе трудно запустить в холодную погоду, но для Бразилии это как раз не проблема.

Биодизель по своим характеристикам практически ничем не отличается от обычного дизеля, однако в зимнее время требует дополнительного подогрева, так как он более вязкий и быстрее загустевает на морозе. Без подогрева можно обойтись, если использовать не более 20% биотоплива в смеси.

Большие перспективы у биотоплива в авиации. Впервые его смесь с авиационным керосином в пропорции 1 к 4 в 2008 году использовала авиакомпания Virgin Atlantic. С тех пор подобные смеси опробовали и многие другие авиакомпании. Производством авиационного биотоплива в Европе занимаются Neste Oil, Biomass Technology Group и UOP. К 2030 году американская аэрокосмическая корпорация Boeing планирует начать поставки самолетов, которые будут летать на 100% биотопливе. Это потребует усовершенствования двигателей и получения необходимых разрешений.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества биотоплива связаны с его экологическими характеристиками. Оно относится к возобновляемым источникам энергии и позволяет снизить углеродный след от использования транспорта. Углерод, который в виде углекислого газа высвобождается при его сжигании, был поглощен из атмосферы лишь недавно, в процессе роста растений, из которых было изготовлено топливо, а не миллионы лет назад, как при использовании ископаемого топлива. И затем может снова быть поглощен растениями, то есть получается замкнутый цикл.

При сгорании биоэтанола не образуется никаких вредных соединений. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя.

В качестве недостатка биоэтанола называют более низкую, чем у бензина, теплотворную способность. Из-за этого повышается расход топлива.

Среди недостатков биодизеля, помимо загустевания при низких температурах, — нестабильное качество, обусловленное разнообразием используемого сырья. Кроме того, он не предназначен для длительного хранения, так как со временем портится. Расход биодизеля также несколько выше.

Производство биотоплив позволяет поддержать сельскохозяйственное производство там, где оно становится невыгодным из-за перепроизводства. Однако у этого есть обратная сторона: повышенный спрос на топливо может вызвать сокращение производства продовольствия и рост цен на него.

Впрочем, главным недостатком биотоплив остается их высокая себестоимость, поэтому без поддержки государства конкурировать с традиционными бензином и дизелем они не могут.

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии вносит существенный вклад в климатический кризис. Чтобы смягчить его последствия, необходимо искать новые способы добывать энергию. Выходом может стать биотопливо

Что такое биотопливо

Биологическое топливо — это горючее растительного или животного происхождения. Предполагается, что оно заменит традиционные виды топлива из исчерпаемых ресурсов на те, которые производятся из возобновляемого сырья.

Например, к биотопливу можно отнести обычные дрова или рапсовое масло. Однако дизель и бензин вытеснили эти виды топлива, так как они дешевле, а массовая автомобилизация требовала больших объемов топлива.

Почему люди вновь вернулись к биотопливу? Первая причина — климатический кризис, который усугубляется выбросами парниковых газов от использования ископаемого топлива. На транспорт приходится практически четверть от всей эмиссии углекислого газа, связанной с производством энергии. С 1970 года объем выбросов парниковых газов в транспортном секторе вырос вдвое, из которых 80% приходится на дорожный транспорт.

Вторая причина — поиск возобновляемых источников энергии, так как запасы нефти и угля вскоре могут полностью закончится. Сюда же можно добавить и скачки цен на углеводороды.

Виды биотоплива

Твердое
Жидкое
Газообразное

Твердое биотопливо

Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.

Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.

Жидкое биотопливо

Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо. Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.

Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.

Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.

Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.

Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.

Газообразное биотопливо

Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).

Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.

Плюсы и минусы биотоплива

Преимущества:

Возобновляемость ресурса. Ископаемое топливо — это иссякаемый источник энергии, который со временем закончится. Поскольку биотопливо производится из растительных веществ, оно теоретически является возобновляемым.
Снижение негативного влияния на окружающую среду. При сжигании биотоплива количество углекислого газа снижается до 65%, что сокращает вклад отрасли в изменение климата. Кроме того, биоэтанол и биодизель содержат меньшие концентраций таких химических веществ как хлор и сера. Это означает, что биотопливо помогает снизить выбросы этих загрязнителей в атмосферу.
Экономическая безопасность. Биотопливо можно производить на месте, создавая рабочие места в том же регионе, где оно будет потребляться, тем самым сокращая транспортные расходы и выбросы. Кроме того, производство собственного биотоплива снижает зависимость страны от поставок нефти из других государств.
Долговечность двигателя. Поскольку биотопливо содержит меньше примесей в сравнении с традиционными видами топлива, то и двигатели будут загрязняться меньше и реже выходить из строя.

Недостатки:

Потеря лесов. Производство биотоплива требует огромных территорий под выращивание сырья. Это может привести к массовым вырубкам лесов, чтобы освободить площади.
Продовольственный кризис. Производство биотоплива может повлиять на экономику, связанную с ценами и доступностью продуктов питания, так как пахотные земли будут отводиться под культуры для биотоплива, а не для пищи.
Деградация почвы. Выращивание одних и тех же культур (монокультур) приведет к истощению почвы и росту числа вредителей. Для борьбы с ними будут использовать химические пестициды, как следствие — снижение плодородия почвы и потеря биоразнообразия.
Использование ресурсов. Количество энергии, производимой с помощью биотоплива, значительно меньше, чем от сжигания ископаемого топлива, а это означает, что для удовлетворения энергетических потребностей того же количества людей требуется гораздо больше земли, воды и удобрений.
Энергетические затраты. При оценке экономических выгод от биотоплива необходимо учитывать энергию, необходимую для его производства. Например, в процессе выращивания кукурузы для этанола используются ископаемые виды топлива при производстве удобрений, транспортировке кукурузы и перегонке этанола. В этом отношении этанол, полученный из кукурузы, дает относительно небольшой выигрыш в энергии.

Где используется биотопливо

Пока речь в основном идет о потреблении его в домашних условиях. Обычно твердые виды биотоплива используют в бедных странах, где нет других источников энергии, для приготовления пищи, стирки и уборки или для обогрева самого дома. 80% всего потребляемого сегодня биотоплива используется как раз для этих целей. 18% биотоплива задействовано в промышленности как источник энергии и смазочных материалов. Биотопливо часто упоминают в качестве альтернативы бензину для автомобилей, но сейчас только 2% используется в транспортной отрасли.

Перспективы биотоплива

На сегодняшний день из развитых стран США являются крупнейшим производителем биотоплива, на них приходится почти 40% мирового рынка. Всего в 2019 году мировое производство биотоплива превысило 1,8 тыс. баррелей, доля на рынке которого составила $136 млрд. Пока это стало рекордом. Из-за пандемии коронавируса мировой рынок биотоплива упал примерно на 8% впервые за 20 лет.

У биотоплива есть шанс занять только часть рынка, поскольку его потенциал ограничивают искусственно. Так, в ЕС действуют правила, запрещающие использовать более 7% продовольственных культур в качестве сырья для биотоплива. В краткосрочной перспективе биотопливо не требует замены существующей инфраструктуры и двигателей, но маловероятно, что весь энергетический комплекс сможет перейти исключительно на него.

Поиск альтернативных источников для получения энергии способствует формирования мирового рынка биотоплива. Современные тенденции на данном рынке вызывают противоречивое отношение на разных уровнях, от целых содружеств стран до отдельных потребителей. Все сопоставляют плюсы и минусы биотоплива, чтобы сделать свои выводы. Споры ведутся на предмет экономических последствий и социальных эффектов, главным преимуществом является экологическая составляющая.

Стоимость биотоплива очень высока относительно других источников энергии. Однако, в ряде случаев она оценивается как рентабельная, так как это способ противостояния глобальному потеплению, исчезновению лесных массивов, а также сокращение количества энергоемкого транспорта. Ввиду всех противоречий, формирование рынка биотоплива — это сложный многогранный процесс.

Из этой статьи ты узнаешь, что такое биотопливо и из чего его делают. Какими преимуществами и недостатками обладают данные источники энергии, насколько они перспективные и что их ждет в будущем.

Добыча традиционных видов ископаемого топлива сильно вредит планете, поэтому человечеству нужно что-то более экологичное. На почве этих соображений появилась концепция биотоплива.

Что это такое?

Биотопливом называют вещество, получаемое из животного и растительного сырья, в том числе из продуктов жизнедеятельности человека, животных, простейших микроорганизмов и промышленных отходов органического происхождения. Самый распространенный вид — биоэтанол, многим известен как просто этанол.

Эти идеи продвигал еще Генри Форд. В начале 20 века он искал способы перевести свою модель TS на этанол. На момент создания дизельных двигателей они работали на арахисовом масле, тоже природный ресурс. Однако, было открыто множество месторождений нефти, от этого бензин стал более распространенным, как и дизельные виды. Из-за это о концепции биотоплива забыли. Сейчас самое время о ней вспомнить, когда цены на бензин растут, как и обеспокоенность человечества относительно экологических последствий от выбросов углекислого газа.

Интересно, что дизельное топливо и бензин тоже можно отнести к биотопливу, только очень древнему. Нефть образована из животных и растений, которые умерли и разложились миллионы лет назад, и теперь покоятся под землей. В данном случае мы говорим не про то топливо органического происхождения в общем смысле, а про такое, которое мы можем произвести в данный момент.

Преимущества биотоплива

Биотопливо как альтернативный источник энергии вызывает огромный интерес у общественности, так как него есть множество преимуществ.

Мобильность

По сравнению с другими источниками этот очень мобильный. Существуют и другие альтернативные технологии, к примеру, использование солнечного света или ветра. Они очень экологичные, но маломобильные, и в этом их проблема. Их нельзя использовать на постоянной основе, так как ветер и солнце не имеют постоянного характера, их продуктивность нельзя с точностью предсказывать. Есть и другие проблемы, как необходимость применения больших аккумуляторных батарей. Со временем они станут меньше, но другие минусы останутся.

Биотопливо легко транспортировать, оно стабильное, его энергоплотность высокая и постоянная. Для применения можно не создавать новые объекты инфраструктуры и технологии, есть возможность модифицировать имеющиеся.

Выгодная стоимость

Если судить по ценам рынка, то многие виды биотоплива сейчас стоят как бензин. При этом они выигрывают по экологическим характеристикам, так как при сгорании образуется меньше вредных выхлопов. Биологическое топливо можно видоизменить, чтобы на нем смогли работать существующие двигатели, тогда оно станет применимым в любых условиях.

Экономические преимущества еще и в том, что такое горючее лучше влияет на двигатели. Соответственно, обслуживание двигателей будет требоваться реже, затраты сократятся. Если спрос на такой альтернативный источник энергии возрастет, то оно станет еще дешевле. Вполне возможно, что колонки с ним появятся на обычных заправках.

Универсальность

Биогорючее обладает хорошими смазочными характеристиками, температура его возгорания достаточно высокая, это хорошо влияет на срок эксплуатации двигателя. Согласно подсчетам экспертов, ресурс двигателя может быть увеличен на целых 60%. К тому же для применения не нужно менять двигатели. Можно использовать проверенные временем надежные системы, от чего повышается безопасность.

Возобновляемость ресурса

На производство бензина идет сырая нефть, это невозобновляемый источник энергии. В недрах земли еще много нефти, этих запасов хватит на долгое время, но все равно в определенный момент они иссякнут. Биотопливо делается из отходов сельскохозяйственного производства, которые всегда возобновляемые. Чем меньше на планете остается нефти, тем актуальнее мысли об альтернативе. Она станет не только перспективным источником дохода, но и рычагом влияния одних обществ на другие.

Снижение парникового эффекта

Это одна из самых актуальных экологических проблем. Если не уделять ей достаточного внимания, то все обернется настоящим бедствием. Когда сжигается ископаемое топливо, побочным продуктом становится огромное количество углекислого газа. Это парниковый газ, который становится причиной парникового эффекта. Из-за него солнечное тепло не может покинуть планету. В совокупности с повышением температуры от сжигания нефти и угля формируется парниковый эффект.

Биологические виды горючего не обладают таким действием, это более экологичная альтернатива парниковым газам. Внедрение новых источников могло бы снизить количество выброшенных парниковых газов на 65%. К тому же при выращивании сельскохозяйственных культур для производства биотоплива поглощается оксид углерода. Это делает систему еще более устойчивой и экологичной. В биодизеле практически не содержится серы относительно обычного дизеля. Попадая в почву или воду, он практически полностью разлагается уже через три недели.

Безопасность государств, не имеющих резерва

Не у каждого государства имеются больше запасы нефти. Страны без достаточного резерва подвергаются экономическим рискам. Импорт нефти — это существенная статья расходов, от которой в экономике страны может образоваться брешь. К тому же цены на мировом рынке постоянно меняются, расходы нельзя прогнозировать. Альтернативное доступное для всех топливо позволит таким странам снизить зависимости от импорта или вовсе избавиться от нее. Производство внутри страны позволит обеспечить рабочими местами большое количество граждан, это окажет положительное воздействие на экономику.

Недостатки биотоплива

Преимуществ много, и они весомые. Это позволяет утверждать, что получение биотоплива из водорослей является перспективным направлением, как и из других органических возобновляемых источников. Но при этом данный рынок развивается не так динамично, как мог бы. Причина заключается в некоторых недостатках, преодолеть которые на данный момент невозможно.

Ограничения по территориальному признаку

Региональная пригодность ограничена, это связано в первую очередь с климатическими особенностями. Растительное сырье можно выращивать только при определенных условиях, то есть лишь в некоторых регионах. Урожайность одной и той же культуры в разных местностях будет отличаться.

Выбирая регион для выращивания, стоит учесть целый ряд факторов:

водопользование. Вода — это тоже ограниченный ресурс, который необходимо беречь. Чем меньше воды расходуется на выращивание — тем лучше. Соответственно, засушливые местности будут менее предпочтительными, так как их использование связано с большими расходами воды;
инвазивность. Одни растения выживают и уничтожают другие растения, этот процесс сложно прогнозировать и контролировать. Ввиду этого обширное выращивание нового биоресурса может поставить под угрозу экосистему региона и стать причиной множества проблем;
удобряемость. Каждому растению необходимы питательные вещества, в почве их может быть достаточно или недостаточно. Использование удобрений — это статья расходов и воздействие на экологическую обстановку;
климатические условия. В некоторых регионах климат категорически не подходит для выращивания биотопливных культур. Он может быть слишком холодным и засушливым, и это невозможно изменить.

Очевидно, что такие условия могут быть созданы не в каждом регионе. При несоблюдении одного из них выращивание становится невыгодным или вовсе невозможным, что ставит под угрозу саму концепцию биотоплива.

Безопасность для продовольственной сферы

Очередная проблема, связанная с масштабным выращиванием сельскохозяйственных культур, которые будут переработаны в топливо. Посевы занимают площади, которые могли бы быть использованы для производства продуктов питания. Мировое население постоянно становится больше по численности, для пропитания людей требуется больше еды. В связи с этим сельскохозяйственные земли становятся очень важным ресурсом. С каждым поколением людей данная проблема будет обретать все более острый характер.

Вид землепользования

Существуют ограничения, касающиеся разрешенного способа использования определенных земель. В данном случае это касается тех земель, которые сейчас не используются под земледелие. Растительность, которые покрыты многие зоны, не может быть уничтожена просто так. Удалить имеющуюся растительность, чтобы освободить место для выращивания новой, нельзя по трем причинам:

она является средой для обитания животных и микроорганизмов. При разрушении подходящей среды, они вымрут, и это скажется на фауне в целом;
это негативное воздействие на экологию. Чтобы очистить территории, на них нужно загнать много техники, работы будут очень энергоемкими. В атмосферу неизбежно будет выброшено большое количество загрязняющих веществ, от этого экологическая составляющая будет утрачена. А она в концепции биотоплива играет самую важную роль;
увеличится потребление удобрений. Это приведет к более сильному загрязнению почвы и водоемов, влияние отразится на всех сферах окружающей среды.

Как мы видим, для выращивания сырья на производство органического возобновляемого топлива необходимы сильные изменения в землепользовании. И каждое из этих изменений — это ощутимый недостаток. Выходит, что безопаснее использовать уже возделываемые земли, не распахивая новых. Но тогда мы возвращаемся к предыдущему минусу и подвергаем риску продовольственную безопасность.

Сложности выращивания монокультур

И с этим вопросом тоже связаны определенные проблемы. В сельском хозяйстве есть свои принципы, сформированные с учетом экологии. Выращивать какой-то один вид культуры проще, так можно получить больше урожайности. Такая стратегия носит название монокультура. К ней прибегают по всему миру, это стало очень распространено в последние десятилетия.

Но культивирование одного вида вносит изменения в окружающую среду. Посевы становятся более подверженными атакам вредителей. Простой пример: картошку уничтожает определенный вредитель, ареал его миграции ограничен несколькими сотнями метров. Если картофельные поля будут чередоваться, например, с кукурузными, то они будут в большей безопасности. Вредитель может поразить одно поле картофеля, но он не сможет перекинуться на кукурузу и затем перейти на другие картофельные поля. Если такого естественного барьера не будет, то вредитель сможет уничтожить весь урожай.

Существуют разные способы борьбы с вредителями, но у каждого присутствуют серьезные побочные эффекты.

Можно использовать отравляющие пестициды, но со временем у насекомых выработается иммунитет к ним. Прежние средства перестанут помогать, урожай вновь будет в опасности.

Свое решение предлагает генная инженерия. Люди уже умеют вносить изменения в генетический материал культуры, делая ее устойчивой к вредителям. Пестициды можно больше не использовать, но вскоре всплывет аналогичная проблема. Генные модификации не смогут спасти полностью от всех видов насекомых, на смену одним непременно придут другие. Уже через несколько лет фермер вновь столкнется с тем, что его урожай под угрозой. Столь непродолжительный эффект не оправдывает средства, вложенные в генную инженерию.

Таким образом, есть лишь один естественный способ обезопасить посевы, и заключается он в присутствии биологического многообразия. Большое количество растений защищают друг друга от вымирания, то же самое происходит с животными. Если один вид картофеля пришел в упадок, то его заменит другой, и это особенно важно, когда касается важнейших продовольственных видов.

Недостатки существенные, они заставляют задуматься. Тем не менее, когда специалисты сопоставляют плюсы и минусы биотоплива, они считают его перспективным решением.

Уже многие годы ведутся исследования и разработки альтернативных источников энергии, особое внимание уделяется производству биотоплива, способного если не вытеснить, то хотя бы частично заменить бензины и дизтопливо.

Что такое биотопливо?

Биотопливо — это топливо, которое производится из растительного либо животного сырья, органических отходов. Виды биотоплива подразделяются на твердое, жидкое и газообразное.

Твердое биотопливо

Благодаря развитию технологий, сегодня уже существует много различных типов твердого биологического топлива. Среди них можно отметить продукты на деревянной основе, отходы лесной промышленности:

прессованные опилки;
щепки;
кора деревьев;
солома.

А также отходы аграрного производства:

подсолнечная лузга;
ореховая скорлупа;
навоз.

Эти материалы и отходы проходят стадии обработки и прессования, после чего принимают гранулированную форму длинной до 30 мм, диаметром до 10 мм. Гранулы называются пеллетами. Также из стружки и опилок изготавливают брикеты. Переработка опилок в производстве позволяет сохранить гектары леса. Также такой источник энергии более экологически чистый, в отличие от угля. При сгорании дерева и его отходов не выделяется вредных веществ.

Пеллеты на протяжении последних лет занимают верхние позиции среди видов альтернативного топлива для котлов отопления. Ими хорошо заменять солярку, дрова, уголь, либо использовать для работы специальных генераторов. При их сгорании отсутствует дым, выделяется больше тепла, чем от прочих горючих материалов.

Жидкое биотопливо

Чаще применяется в автомобильной промышленности. К нему относят спирты, полученные путем переработки растительного сырья (крахмало и сахаросодержащих культур):

биоэтанол;
биометанол;
биобутанол;
демитиловый эфир;
биодизель.

Остановимся более подробно на биодизеле. Основным источником для его получения является рапс и соя. До недавнего времени в значительных объемах использовалось и пальмовое масло, однако результаты последнего изучения вопроса Европейской комиссией показали, что выбросы парниковых газов из биодизеля, произведенного на пальмовом масле, могут превышать более чем в три раза выбросы в атмосферу, по сравнению с обычным дизтопливом, поэтому с 2021 года его производство в ЕС будет запрещено. Однако это не касается остальных видов сырья.

Также применяют подсолнечное, арахисовоее, кокосовое и льняное масло. Самой эффективной культурой для производства биодизеля считается рапс. Одним из преимуществ биодизеля является возможность смешивания его с обычным дизелем в разных пропорциях. Также он обладает высоким уровнем воспламеняемости.

Заметим, что его применение значительно продлевает срок службы дизельного двигателя, так как биодизель является одновременно и первоклассной смазкой.

Газообразное биотопливо

Газообразное топливо получают путем брожения органических отходов, либо с помощью термохимических и биохимических реакций. Брожение происходит под воздействием бактерий. Основным видом газообразного биологического топлива является биогаз. К его разновидностям относится биоводород (получается в процессе бутилового либо ацетонобутилового брожения различных растений). Большой плюс, что в быту биогаз, может применяться в тех же отраслях, где используется обычный природный газ.

Из чего делают биотопливо

Растительное сырьё, из которого производится биотопливо, подразделяется на три поколения. К первому относятся такие культуры как кукуруза, сою и рапс.

Большая часть биотоплива производится путем переработки кукурузы. Этанол, который получают из кукурузы, имеет хорошие устойчивые показатели. В конце производственной цепочки, остается продукт распада – зерновой дистиллят. Им разрешается кормить рогатый скот.

Это две аграрные культуры богатые маслами. В частности, их используют для производства биодизеля и топлива для реактивных двигателей. Их переработка не требует тяжелого технологического процесса, поэтому не является дорогостоящим процессом, и в скором времени, может получить статус производства в промышленных масштабах. Получаемое масло часто используют и в пищевой промышленности.

Ко второму поколению сырья относится древесина и трава, а также непищевые остатки сельскохозяйственных культур. К третьему – водоросли.

Биотопливо из водорослей

Водоросли — это простые организмы, способные к быстрому росту в загрязненной либо соленой воде. Большим преимуществом водорослей является то, что они содержат в сотни раз больше масла в сравнении с сырьем 1-го поколения. Поэтому исследования в направлении производства топлива из водорослей считаются очень перспективными. В США ведутся разработки по генетической модификации этих растений с целью получения наилучших результатов.

К недостаткам можно отнести чувствительность водорослей к температурным скачкам. Поэтому выращивание водорослей довольно сложный процесс, требующий особого контроля.

Плюсы и минусы биотоплива

Биотопливо уже успело закрепить за собой статус конкурентоспособного источника энергии. Этому способствует привлекательная стоимость, экологичность биотоплива, и что самое главное для производителей – источник сырья – возобновляемые ресурсы.

Среди минусов можно отметить ограничения по региональной пригодности, растительное масло часто может выращиваться лишь в некоторых регионах из-за собственных особенностей роста в зависимости от климата. Также для производства необходимы большие площади земли.

Тенденции мирового рынка биотоплива

Популярность биотоплива во-первых обусловлена энергетической безопасностью, во-вторых это одно из направлений борьбы против глобального потепления, за счет снижения выбросов в атмосферу.

Биотопливо – альтернатива всем обыденным видам энергетических источников. Все виды транспорта стараются использовать биотопливо, так как это дешевле и чище в процессе сгорания. Высокая потребность на это топливо, способна значительно поменять состояние дел на рынке энергоносителей.

Согласно прогнозам независимого общества энергетики, к 2025 году дефицит нефтепродуктов составит 14%.

По состоянию на 2012 год, выработка биотоплива составила 110 млрд литров. Такие темпы производства, в лучшем случае смогут покрыть только 7% на 2021 год, что является не совсем хорошим показателем.

К сожалению, увеличение производства пока не идет в ногу с увеличением потребности населения и промышленности. Сегодня многие государства мира начинают все больше уделять внимания программа по разработке и производству биотоплива. Согласно прогнозу специалистов в 2020 году производство экологической энергии в мире вырастит до 36%, а к 2040 году она может достичь 48%.

Читайте также: