Биогоривата – алтернативните горива на бъдещето

автор При-Родното

 

Във времето, в което живеем, когато цените на бензина и петрола се променят всекидневно и влияят все повече на отделните икономики и домакинства, се налага да се търси алтернатива.

Вече свикнахме да гледаме цените по бензиностанциите променени всеки ден и го приемаме като нещо нормално. Преди няколко години обаче цената се променяше веднъж на няколко месеца.

Денят, в който ще се изправим пред изчерпването на запасите от нефт и природен газ, неумолимо наближава. И ако продължаваме да не взимаме адекватни мерки, съществува реална опастност да се разделим с нашият урбанизиран, уютен, високотехнологичен свят, като го заменим с хаос, дълбочината и размерите на който трудно може да предвидим.
Надвисналата реална угроза поставя предизвикателство и редица водещи държавни и частни институции по света започнаха да финансират най-разнообразни проекти, свързани с търсене на алтернативни източници на горивата. Засега много сериозни надежди се възлагат на т.нар. биогорива. Представката „био” по презумпция следва да внася уважение, респект и доверие към тези горива, призвани да решат един от най-сериозните проблеми, пред които ще се изправи
човечеството в близките десетилетия. Под термина „биогорива” се разбират всички, произведени от растителни или животински суровини. Изследователите не жалят сили и в публичното пространство вече се заговори за биогорива от първо, второ и трето поколение, а съвсем наскоро – и за четвърто.

 

Биоетанол и биодизел от растителни източници

Биогоривата от първо поколение, които към настоящия момент единствено са доведени до фаза промишлено производство и реализация, се получават главно от растителни източници – захарна тръстика, захарно цвекло, зърнени култури (царевица, жито), рапица, слънчоглед, плодовете на маслената палма, ятрофа и т.н. Към тази група се отнасят главно два вида биогорива – биоетанол, използваем в бензиновите двигатели, и биодизел – предназначен за дизеловите двигатели. Като правило в настоящия момент тези горива се добавят в определена пропорция към традиционните горива (5-10% биоетанол към бензина и до 7% биодизел към нафтата), без да е необходимо да се внасят каквито и да са изменения в конструкцията на съществуващите автомобилни двигатели.

 

biofuel_1

 

Биоетанолът

се получава чрез предварителна хидролиза на захарите (захароза, скорбяла) до прости захари и последващата им ферментация до етилов алкохол. Световен лидер в производството на биоетанол е Бразилия, където той се прави от захарна тръстика и е с най-ниска цена. В САЩ, вторият световен лидер, за производството му се изразходва около 40% от царевичната реколта.

 

 

В Европа биоетанолът се получава главно от захарно цвекло и пшеница и неговата цена е доста по-висока. В двата основни производителя – Испания и Франция, етанолът не се влага директно, а под формата на негово съединение – етил-терциален бутил етер, което, за разлика от етанола, не е хигроскопично и не застрашава детайлите на двигателя от корозия. Част от суровината в това направление напоследък се насочва и за производството на друг алкохол – бутилов
(чрез ферментация с помощта на бактерията Clostridium acetobutylicum), който, по мнение на специалистите, има редица предимства пред биоетанола. Защитниците на биоетанола привеждат следните аргументи в негова полза: използването на десет процентна добавка на биоетанол към бензина води до намаляване с 30% на съдържанието на въглероден оксид, до 50% на твърди частици в изгорелите газове, до 19% на парниковите газове и до 25% на смога. Като цяло токсичността
на изгорелите газове се намалява с цели 21%. Понастоящем в света се произвежда и е в експлоатация една особена категория автомобили с двигатели Flexifuel, които работят безотказно със смес от бензин и етилов алкохол в произволно съотношение. Ако трябва да сме коректни, използването на етанола като гориво за двигателите с вътрешно горене съвсем не е съвременно изобретение – моделът Т от 1908г. на знаменития Хенри Форд е работел с… етилов алкохол.

 

Биодизелът

се получава чрез алкална хидролиза на природните мазнини, представляващи естери на глицерина с висши мастни киселини, и последваща преестерификация на последните с метилов или етилов алкохол. Получените естери представляват отлично гориво за съществуващите дизелови двигатели (в Европа 60% от леките автомобили и 100% от камионите са с такива двигатели) с цетаново число 56-58 срещу 50-52 на традиционното дизелово гориво. Защитниците на биодизела изтъкват и други негови предимства: не замърсява и не застрашава околната среда (биоразградим), по-ниско
съдържание на въглероден оксид, диоксид и твърди частици в изгорелите газове, почти не съдържа сяра, която „отравя” монтирания катализатор, има отлични смазочни характеристики, в резултат на което до 60% се удължава животаът на двигателя и т.н. Освен това биодизелът е значително по-безопасно гориво от петролния му събрат – температурата му на възпламеняване е над 1000С.

Както в случая с биоетанола, и биодизелът е добре забравено старо. Известно е, че първият двигател на немския изобретател Рудолф Дизел е работел с… фъстъчено масло. Разбира се не липсват и опоненти, оспорващи както истинността на посочените предимства на биогоривата, така и изтъкващи други аргументи срещу тяхното производство и приложение.

 

Възраженията

 

Едно от най-сериозните възражения срещу разширяването на производството на биогоривата от първо поколение е, че те са съществена причина за сериозно повишение на цените на основните суровини на хранителната промишленост – млеко, месо, яйца, зърнени култури, растителни мазнини и т.н., както и на произвежданите от тях продукти. Тревожният сигнал беше даден преди няколко години от вътрешен доклад на Международната банка за възстановяване и развитие, достигнал по някакъв начин до английския всекидневник Guardian. В доклада се алармира, че насочването в
световен мащаб на огромен ресурс от суровини, които по своята същност са храни за човека и селскостопанските животни, към производството на биогорива е довело до 75% нарастване на цените на храните и увеличаване списъка на гладуващите с над 100 милиона жители на планетата.

Противниците на този проект изтъкват и други негови сериозни недостатъци – унищожаването на огромни площи с тропически гори в Южна Америка, Малайзия, Индонезия, на островите Борнео и Суматра, с цел производство на суровини за биогорива, което има фатални последствия за фауната и микроклимата в тези земи. Не на последно място се изтъква и надвисващата нова глобална опасност, свързана с недостиг на фосфор, поради резкия скок в използването на фосфорни торове за производството на суровини за биогорива. Тази опасност е толкова сериозна, че в Швеция се разработват специални съоръжения за тоалетните, предназначени за събиране на урината и отделяне на драгоценния фосфор. Редица анализатори са на мнение, че този проблем в близко бъдеще ще предизвика появата на нови геостратегически центрове, съставени от страни, богати на находища на фосфор (90% от световните запаси на фосфорни руди са съсредоточени в пет страни – главно Мароко и Китай и много по-малко в САЩ, Йордания и ЮАР), чиято значимост ще бъде съизмерима с тази на ОПЕК – страните износителки на петрол.

Под напора на общественото мнение, подхранвано с аргументи от средствата за масова информация, както и на официални доклади на изтъкнати специалисти, през миналия месец Комисията на ЕС визира делът на възобновяемата енергия, произвеждана от земеделски култури, да бъде ограничен до 5%, вместо планираните 10%. На свой ред, поради невижданата суша, сполетяла САЩ и довела до сериозно повишение на цената на царевицата и на храните по цялата верига, ООН призова правителството на страната да преустанови производството на биоетанол от тази суровина.

Бъдещето е на нехранителните суровини

Биогоривата от второ поколение се получават от нехранителни растителни суровини – прерийни треви, слама и други селскостопански отпадъци, дървесина и т.н. По същество производството се заключава в разпадане на лигно-целулозната биомаса от специални микроорганизми до прости захари, които се подлагат на алкохолна ферментация. В това направление, което не отнема и без това твърде ограничените хранителни запаси на планетата, се влагат изключително много рискови капитали с надеждата, че то по-успешно ще реши проблема с осигуряването на алтернативно гориво за автомобилните двигатели. Най-големите производители на биоетанол в света – Бразилия и САЩ, обединиха усилията си за създаване на технология за неговото производство от целулоза. Това направление е на прага на промишлена реализация.

Биогоривата от трето поколение ще се произвеждат от микроводорасли основно по две технологии – интензивна, осъществявана в т.нар. закрити биореактори, в които се контролират физико-химичните параметри на средата, и екстензивна, осъществявана в открити басейни.

Известно е, че определени бактерии са в състояние да натрупват липиди (мазнини) до 80% от тяхната маса, като добивът от единица микробиална площ превъзхожда около 30 пъти този при посевните маслодайни култури. Други бактерии пък са способни да натрупват захари, които могат да се насочат към производство на биоетанол. Това направление, което е изключително перспективно, е на етап научни разработки и пилотни инсталации.

Към настоящия момент биогоривата от четвърто поколение са свързани главно с името на американския генетик Крейг Вентър, комуто списание „Тайм”, лепна прозвището „лошото момче на науката”. Ученият, който безспорно е талантлив и с изключителна ерудиция, нееднократно скандализира света с грандиозни проекти, повечето от тях насочени към решаване на глобални проблеми на планетата (като правило светът никога не е гледал с добро око на гениите, особено приживе). Такъв е и случаят с производството на биогорива от четвърто поколение.

Ученият заяви, че разполага с изкуствено получен генетичен материал, който може да „вгради” в клетка, вдъхвайки й нов живот и заставяйки я да произвежда определени вещества – липиди и захари, които да се използват за производството на биогорива или протеини, които да служат за храна на многомилиардното население на земята. Клетките ще използват слънчевата енергия и ще се хранят с… въглероден диоксид, „пътем” решавайки един от най-тежките проблеми на столетието – натрупването на парниковите газове. Според ученият за производството на 1 килограм говеждо месо са необходими 10 кг зърно и 15 литра вода – все дефицитни суровини, като наред с това домашното животно „произвежда” и метан, който е с 20 пъти по-силен парников ефект от въглеродния диоксид.

Крейг Вентър има и друга грандиозна идея, свързана с горивата. На дълбочина около 1500 м са открити бактерии, намиращи се в изолация от около сто милиона години, които имат удивителната способност да превръщат каменните въглища в… метан, който е изключително калорично гориво.

Според учения не е нужно да се влагат такива огромни усилия за добив на въглищата от земните недра, които, между другото, са и най-„мръсното” гориво на планетата. Достатъчно е съответното находище да се „засели” с тези бактерии и полученият газ да се отвежда до повърхността, където да се компресира.

Колко от идеите на Крейг Вентър ще намерят практическа реализация засега не е известно. Факт е обаче, че на магическите способности на неговата бактерия, на която той дал ласкавото име Синтия, са повярвали сериозни инвеститори като петролния гигант Exxon Mobil, компанията с най-големи приходи в света, която влага в неговия проект 300 милиона долара. Факт е и това, че човешкият прогрес се дължи главно на хора с „еретични”, според съвременниците им, идеи.

Близкото бъдеще ще ни даде отговор на много от въпросите, които тревожат света в наши дни.

Коментирайте

Търсене за

Популярни етикети

Търсене за

Популярни етикети