Из тростника, зерна и опилок

[13] В.О. Дундич, В.А. Яковлев. Гидродеоксигенация биодизеля в присутствии катализаторов на основе благородных металлов. Химия в интересах устойчивого развития 17 (2009) 527-532.

Из тростника, зерна и опилок

Понятно, почему в мире возник интерес к возобновляемым источникам энергии, в частности к биотопливу. Первая причина — озабоченность запасами невозобновляемого углеводородного сырья и ростом цен на него. Вторая — попытка стран — импортеров нефти уменьшить зависимость от стран-производителей. Третья — необходимо улучшить экологическую ситуацию. Четвертая — нужно поддержать сельское хозяйство, демпфируя перепроизводство зерновых.

Технологии производства биотоплива, в отличие от других альтернативных технологий (использования энергии Солнца, ветра, приливов, геотермальных источников, водорода), могут давать дополнительный выигрыш при эксплуатации биосферы, в том числе повышать эффективность сельского хозяйства и лесного комплекса.

Биотопливо получают главным образом из растительного сырья и отходов жизнедеятельности. Есть и экзотические технологии: биотопливо можно делать из свиного сала или жирных сортов рыбы (Вьетнам, в частности, практикует такое). Один американец предложил использовать в этих целях сотни литров человеческого жира из клиник, где проводятся пластические операции по его удалению.

Из всего этого сырья можно производить жидкое топливо — биоэтанол и биодизель, биогазы — метан и смесь метана с другими газами, а также твердое — пеллеты и брикеты. Биоэтанол производится из сахарного тростника, свеклы или отходов свекловичного производства, мелассы, кукурузы, пшеницы, картофеля, соломы, шелухи, опилок — в общем, из любого сырья, которое содержит крахмал или сахар. Суть технологии — дать дрожжам глюкозу (которую еще нужно вытащить с помощью ферментов из крахмала или целлюлозы), чтобы они в процессе брожения превратили ее в спирт и углекислый газ. Так же делается и спирт. Разница лишь в том, что на биоэтанол идет спирт-сырец, который проходит только через две ректификационные колонны, а не через четыре-пять, как пищевой. Затем спирт для биоэтанола проходит этап почти полного обезвоживания (99 градусов).

Биодизель — это моноэифры жирных кислот. Несмотря на сложное химическое название, это весьма незатейливый продукт, приготовить который можно в домашних условиях. По словам вице-президента Российской биотопливной ассоциации Алексея Аблаева, в США интернет кишит объявлениями о продаже баков для приготовления биодизеля с подробнейшими пошаговыми инструкциями и картинками. В бак нужно залить, к примеру, девяносто частей рапсового масла, девять частей метилового спирта и одну часть щелочи. Перемешать при комнатной температуре, и в результате химической реакции вверху окажутся моноэфиры, или дизель, а внизу — глицерин. Их довольно легко разделить. Американцам также советуют договариваться с ближайшим «Макдоналдсом», где можно получить использованное для приготовления картофеля-фри масло — оно тоже вполне годится.

Из органических отходов, в частности древесных, можно получать газ методом пиролиза — разложения органических веществ под действием температуры без доступа воздуха, с ограниченным доступом кислорода. Такие мини-установки были в военное время на наших «полуторках». В них забрасывались дрова и мусор, которые перерабатывались в горючий газ. Биогаз можно получать путем метанового брожения куриного помета или навоза, причем побочный продукт этого процесса — отличные удобрения.

Наконец, из отходов лесопиления можно под высоким давлением делать так называемые пеллеты (маленькие цилиндрические брусочки), которые охотно используются в Германии, Австрии и скандинавских странах в специальных котлах для отопления домов. Выход тепла у них почти в два раза больше, чем у обычных дров, а места они занимают намного меньше.

Из всех этих технологий наибольшее распространение в мире получили биоэтанол и биодизель.