Biopaliva: jak efektivně využívat zemědělský odpad

Dříve nebo později budou neobnovitelné minerály, které se nyní používají jako palivo, zcela vyčerpány. Proto jsou na celém světě zavedeny různé technologie používající biopaliva. Může nahradit tradiční zdroje energie ve většině oblastí lidské činnosti a získat ji, stačí recyklovat zemědělský odpad zvláštním způsobem.

Obecná ustanovení

Základní pojmy

Začněme tím, že definujeme, jaké jsou biopaliva. Uvažovaný typ energetického nosiče je zcela ekologický a s vhodným vybavením může být použit k vytápění obytných budov, zásobování automobilů, napájení průmyslových zařízení apod.

Plynné, kapalné nebo tuhé biopaliva mohou být vyráběny z různých zemědělských rostlin (například z řepky), stejně jako z odpadních produktů zvířat a lidí (biopaliva z hnoje). To znamená, že suroviny pro jeho výrobu jsou zpravidla ty výrobky, které byly dříve odeslány na skládku.

Výhody tohoto druhu energie lze navíc přisoudit jejich šetrnosti k životnímu prostředí. Při spalování dochází k uvolnění mnohem méně škodlivých látek, které ovlivňují stav životního prostředí. To příznivě rozlišuje kotle na výrobu biopaliv od topných zařízení na naftu nebo plyn, které jsou známé jejich karcinogenními výfuky.

Biopalivo má však významné nedostatky:

• nízká tepelná kapacita - tekuté biopaliva, hoření ve výměníku tepla, emise méně tepla než podobné množství benzínu nebo motorové nafty;
• vysoké náklady na výrobu - moderní technologie zatím neumožňují výrobu biopaliv - kapalných, pevných nebo plynných - v průmyslovém měřítku, protože jejich cena je o něco vyšší než tradiční nosiče energie;
• Silné žíravé vlastnosti - rostlinné oleje a živočišné tuky, které jsou součástí nosičů organické energie, mají silný destruktivní účinek na mechanismy, což ztěžuje jejich použití ve spalovacích motorech a jiných podobných systémech.

V současné době je získávání biopaliv s méně agresivními vlastnostmi a levnějšími metodami jedním z prioritních směrů vědeckého výzkumu vědců po celém světě. Obrovský pokrok v této oblasti umožňuje s jistotou říci, že v nejbližší budoucnosti bude možné zbavit se většiny nedostatků tohoto typu energie.

Již dříve široce využívané biopaliva pro skleníky a další zemědělské struktury. Plyn získaný zpracováním hnoje nebo pelet se používá k vytvoření pohodlného mikroklimatu, v němž rostou různé plodiny. (Viz též článek Vytápění skleníku v zimě: funkce.)

Dávejte pozor! Na rozdíl od přírodního oleje a plynu, které se vyrábějí pouze v místech, kde se vyskytují, rostliny biopaliv nejsou vázány na ložiska a lze je instalovat kdekoli v naší zemi.

Výroba biopaliv

Dokonce i na počátku výzkumu týkajícího se vývoje energie z zemědělského odpadu vědci vyjádřili obavu, že v budoucnosti, kdy se biopaliva stanou rozšířenými, mohou vzniknout potíže s potravinami. To je možné, pokud se plodiny (kukuřice, řepka, kukuřice) nebudou používat pro svůj určený účel, ale pro destilace do paliva.

Aby se tomu zabránilo, vědci hledali další zdroje energie z biopaliv. V důsledku svého výzkumu se objevily biopaliva druhé generace a novější verze.

Jsou to látky, které pocházejí nejen z rostlin, ale z jejich odpadu: listy, plevy, oddenky a tak dále. Významným představitelem tohoto typu chladiva je biopaliva z pilin a hnojiva - plyn tvořený methanem a kyselinou uhličitou, který se v každodenním životě nazývá "odpadní voda".

Je zcela kompatibilní s přírodním fosilním metanem. Po odstranění nepotřebných prvků z něj může být použita k výrobě etanolu pro pece, které ohřívají určité konstrukce.

Nejinovativnější biopalivo - jehož prezentace se uskutečnila už dávno - je z řas. Tyto podvodní rostliny mohou být pěstovány v rybnících, které nejsou vhodné pro zemědělské potřeby. Navíc se mohou pěstovat v takzvaných fytobioreaktorech.

Jak se vyvíjejí, tyto organismy vytvářejí molekulární struktury, které se podobají struktuře ropy ve své struktuře. Biopalivo z řas je nejslibnějším vývojem, nicméně jeho praktická aplikace je stále velmi daleko.

Dávejte pozor! Pozitivní aspekty používání řas lze připsat skutečnosti, že v průběhu života absorbují oxid uhličitý a snižují množství skleníkových plynů v atmosféře naší planety.

Odrůdy biopaliv

Zdroje energie z biopaliv jsou využívány i přes nedostatky ve složení a výrobních technologiích uvedené v předchozích částech. V některých oblastech lidské činnosti nahrazují elektřinu. K dispozici jsou dokonce i celé kotle na bázi biopaliv, s jejichž pomocí se provádí vytápění bytových, komerčních a průmyslových budov.

Nejčastěji používané biopaliva jsou:

• kapalina;
• solidní.

Zvažme každou z nich podrobněji.

Kapalina

Jednou z nejvhodnějších plodin pro výrobu biopaliv je znásilnění.

Nosič energie se vyrábí podle následujícího schématu:

• Shromážděné řepky se podrobí jemnému čištění, což vede k odstranění odpadků, půdy a dalších cizích prvků;
• poté jsou rostlinné suroviny rozdrceny a stlačeny, aby se získal koláč;
• pak dochází k esterifikaci řepkového oleje - těkavé estery se extrahují z této látky pomocí speciálních kyselin a alkoholů;
• na konci je výsledné bionafty vyčištěno z nepotřebných olejových nečistot.

Tip! Výsledná látka je vhodná pro nezávislé použití a může být také použita jako přísada pro naftu, která umožňuje snížit škodlivé emise do atmosféry.

Navíc je biopalivo E-95, které nahrazuje tradiční benzín, rozšířené. Tento typ energetického nosiče se skládá z ethanolu s přísadami, které snižují korozní účinek na kovové a pryžové části spalovacích motorů instalovaných v automobilech.

Výhody biologického benzínu jsou následující:

• náklady na tento druh paliva jsou nižší než tradiční;
• při jeho použití se prodlužuje doba provozu oleje a filtračních prvků;
• spalování biopaliv nevede k vytvoření plaku na zapalovacích svíčkách, která zabraňuje průchodu jiskry;
• motor s vnitřním spalováním běžící na biobenzen nevyzařuje škodlivé látky do ovzduší;
• etanol je zhoršený a nevybuchne při dopravních nehodách;
• Organický benzín odpálí při nižší teplotě, protože motor se v teplé sezóně nepřehřívá.

Navzdory výše uvedeným výhodám má kapalné biopaliva několik nevýhod, které brání jeho širokému zavádění do ekonomické aktivity:

1. Při použití organického benzínu dochází k rychlému selhání motorů s vnitřním spalováním a dalšího zařízení, protože látky tvořící přírodní nosič energie způsobují korozi a zničují pryžové těsnění agregátů. Efektivní způsoby boje proti tomuto jevu nebyly dosud nalezeny.
2. K úplné výměně fosilních paliv biologickým je nutno výrazně rozšířit plochu zemědělské půdy, což je v současné době nemožné. Kromě toho je plocha půdy vhodná pro pěstování rostlin omezená. Řešení problému může sloužit jako palivo třetí generace, jejíž vývoj ještě nebyl dokončen.

Pevná

Kromě tekutých biopaliv získala pevná organická energie zasloužené uznání mezi spotřebiteli po celém světě.

Jejich funkce jsou následující:

1. Vyrobeno z různých surovin biologického původu. Může to být organický odpad lidí a zvířat a částí různých rostlin.
2. Podstatou technologického procesu výroby pevných biopaliv je efektivní využití různých metod dělení celulózy. V současnosti probíhá řada studií, jejichž cílem je opakovat přirozené procesy štěpení, které se vyskytují v zažívacím traktu živých organismů.
3. Pro výrobu pevného organického paliva se používá tzv. Biologická hmota, která má určitou konzistenci a proporce. Hotový produkt se získá odstraněním vlhkosti ze suroviny a následným lisováním.

Nejčastěji se tuhá energie dodává v těchto formách:

• brikety;
• pelety;
• granulátů.

Nezávislá výroba biopaliv

Nezbytné suroviny

Vytvoření vlastního biopaliv je dost snadné. To vyžaduje velké množství hnojiva a příliš složité vybavení, které lze objednat od specializovaných firem.

Náklady, které vzniknou v počáteční fázi, se v příštích letech vyplatí. Kotelna na biopaliva, která ohřeje nejen agrotechnické a chovny dobytka, ale také obytný dům, výrazně ušetří na účtech za elektřinu.

Z energetického hlediska je nejvhodnější konský hnůj. Ovšem ne každá farma se zabývá chovem těchto zvířat, proto v závodech na výrobu bioplynu lze použít odpad z jiných zvířat.

V procesu mohou být použity následující organické směsi:

• koňský odpad, smíchaný s rašelinou nebo slámou;
• hnůj smíchaný se stonky zbývající po zpracování lnu;
• hnůj smíchaný s organickým lidským odpadem;
• kravský hnoje smíchaný s koněm v poměru 50/50;
• plýtvání kravami smíchanými s pilinami;
• konský hnůj smíchaný s padlými listy.

Před výrobou bioplynu musí být surovina umístěna v zapečetěném zásobníku, kde bude po dlouhou dobu kvasen. Poté se přebytečná kapalina z biologické směsi odpaří a výsledný biometan se používá k uspokojení různých ekonomických potřeb.

Domácí biopalivo

Následující pokyny se týkají technologie samoobslužné jednotky, která může být použita pro výrobu biopaliv.

Je třeba provést následující kroky:

1. Nejprve vykopněte jámu velikosti, kterou potřebujete (v závislosti na množství dostupných surovin).
2. Stěny jámy by měly být vyztuženy betonovými kroužky. To zabrání vylučování půdy. Klouby by měly být pečlivě utěsněny betonovým roztokem s přidáním změkčovadel, aby nedocházelo k únikům, díky nimž se vyráběný bioplyn může odpařit.
3. Z výše uvedeného je konstrukce hermeticky uzavřena kupolí, ve které jsou vytvořeny otvory a potrubí, které jsou nezbytné pro dodávku plynu zákazníkům.
4. Pro zvýšení účinnosti instalace lze ohřívače namontovat do nádrže ve formě cívek, které pracují s elektřinou.

Dávejte pozor! Pro využití organického plynu je nutné modernizovat topné zařízení nebo rekonstruovat hořáky tak, aby do spalovací komory vstoupilo více kyslíku.

Proces získávání biopaliv je následující:

• organické suroviny jsou vloženy do nádrže (její složení je podrobně popsáno v předchozí části);
• je také nutné přidat vodu tam, čímž se zvýší obsah vlhkosti organických látek až na 70%;
• poté by měl být topný článek zapnutý a teplota hnojiva by měla být zvýšena na 35 stupňů;
• po zahájení fermentace se teplota směsi zvýší ještě víc, v důsledku čehož začne plyn, který se používá k napájení těchto nebo jiných spotřebitelů.

Organické palivo pro krby

Kromě bioplynu a organického benzínu, jehož použití ještě není příliš rozšířené, můžete již cítit všechny potěšení z používání biopaliv. Jedná se o kapalinu Planica fanola, která je speciálně navržena pro použití v biopalivách a může být použita bez komínu a speciální ventilace.

Při spalování se tento typ paliva netvoří hoření a kouř a také nevyzařuje škodlivé látky, které mohou poškodit lidské tělo.

Jeden litr tekutiny, zapálené ve speciální nádrži instalované v krbu na biopaliva, může spálit po dobu nejméně 6 hodin uvolněním tepla, jehož výkon se rovná 3 kW. To je téměř dvakrát více než běžné, ale méně šetrné k životnímu prostředí přátelské palivové dříví.

Závěr

Biopalivo je jedním ze slibných událostí, jejichž přínosy budou v budoucnu oceněny. Nicméně to vám nebrání v použití samoobslužných biopaliv pro skleník nebo koupel. Více o tom můžete získat z níže uvedeného videa.