Nhiên liệu sinh học là gì và các loại của nó
Nhiên liệu sinh học tồn tại ở ba dạng: lỏng, rắn và khí. Chất rắn là gỗ, mùn cưa, phân khô. Chất lỏng là cồn sinh học (etyl, metyl và butyl, v.v.) và dầu diesel sinh học. Nhiên liệu khí là hydro và metan được tạo ra bởi quá trình lên men của thực vật và phân bón. Nhiều loại thực vật có thể được chế biến thành nhiên liệu, chẳng hạn như hạt cải dầu, đậu nành, cải dầu, cây dầu mè, v.v. Nhiều loại dầu thực vật cũng phù hợp cho những mục đích này: dừa, cọ, thầu dầu. Tất cả chúng đều chứa một lượng chất béo vừa đủ, cho phép bạn tạo ra nhiên liệu từ chúng. Gần đây hơn, các nhà khoa học đã phát hiện ra tảo phát triển trong hồ có thể được sử dụng để sản xuất dầu diesel sinh học. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng một hồ nước rộng 3570 x 10 mét trồng tảo có thể sản xuất tới 2000 thùng dầu sinh học. Theo các chuyên gia, XNUMX% diện tích đất của Hoa Kỳ được giao cho các hồ như vậy có thể cung cấp nhiên liệu cho tất cả ô tô Mỹ trong một năm. Công nghệ được phát triển đã sẵn sàng để sử dụng ở California, Hawaii và New Mexico vào đầu năm XNUMX, nhưng do giá dầu thấp nên nó vẫn ở dạng dự án.
Câu chuyện nhiên liệu sinh học
Nếu bạn nhìn vào quá khứ của Nga, thì bạn có thể bất ngờ phát hiện ra rằng ngay cả ở Liên Xô, nhiên liệu sinh học thực vật đã được sử dụng. Ví dụ, vào những năm 30, nhiên liệu máy bay được bổ sung nhiên liệu sinh học (bioethanol). Tên lửa R-1 đầu tiên của Liên Xô chạy bằng hỗn hợp oxy và dung dịch cồn etylic. Trong Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại, xe tải Polutorka không được tiếp nhiên liệu bằng xăng vốn đang khan hiếm mà bằng khí sinh học được sản xuất bởi các máy tạo khí di động. Ở châu Âu, ở quy mô công nghiệp, nhiên liệu sinh học bắt đầu được sản xuất vào năm 1992. Mười tám năm sau, đã có khoảng hai trăm ngành công nghiệp sản xuất 16 triệu tấn dầu diesel sinh học, đến năm 2010 họ đã sản xuất được 19 tỷ lít. Nga chưa thể tự hào về khối lượng sản xuất dầu diesel sinh học của châu Âu, nhưng ở nước ta có các chương trình nhiên liệu sinh học ở Altai và Lipetsk. Năm 2007, dầu diesel sinh học của Nga dựa trên hạt cải dầu đã được thử nghiệm trên đầu máy diesel của Đường sắt Đông Nam Voronezh-Kursk, sau kết quả thử nghiệm, các nhà lãnh đạo của Đường sắt Nga bày tỏ mong muốn sử dụng nó ở quy mô công nghiệp.
Trong thế giới hiện đại, hơn một chục quốc gia lớn đã phát triển công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học. Ở Thụy Điển, một đoàn tàu chạy bằng khí sinh học chạy thường xuyên từ thành phố Jönköping đến Västervik, nó đã trở thành một điểm mốc, điều đáng tiếc duy nhất là khí đốt cho nó được tạo ra từ chất thải của một lò mổ địa phương. Hơn nữa, ở Jönköping, hầu hết xe buýt và xe chở rác đều chạy bằng nhiên liệu sinh học.
Tại Brazil, việc sản xuất cồn sinh học từ mía quy mô lớn đang được phát triển. Kết quả là, gần một phần ba phương tiện giao thông ở đất nước này chạy bằng nhiên liệu thay thế. Và ở Ấn Độ, nhiên liệu sinh học đang được sử dụng ở những vùng sâu vùng xa để cung cấp năng lượng cho các máy phát điện cung cấp điện cho các cộng đồng nhỏ. Ở Trung Quốc, nhiên liệu sinh học cho động cơ đốt trong được làm từ rơm rạ, và ở Indonesia và Malaysia, nó được làm từ dừa và cây cọ, những loại cây này được trồng đặc biệt trên những khu vực rộng lớn. Ở Tây Ban Nha, xu hướng mới nhất trong sản xuất nhiên liệu sinh học đang được phát triển: các trang trại biển nuôi tảo sinh trưởng nhanh để chế biến thành nhiên liệu. Và ở Hoa Kỳ, nhiên liệu dầu cho máy bay đã được phát triển tại Đại học Bắc Dakota. Họ cũng đang làm như vậy ở Nam Phi, họ đã khởi động dự án Waste to Wing, trong đó họ sẽ tạo ra nhiên liệu cho máy bay từ chất thải thực vật, họ được hỗ trợ bởi WWF, Fetola, SkyNRG.
Ưu điểm của nhiên liệu sinh học
· Thu hồi nhanh nguyên liệu cho sản xuất. Nếu phải mất hàng trăm năm để tạo thành dầu, thì thực vật phải mất vài năm để phát triển.
· An toàn môi trường. Nhiên liệu sinh học được xử lý gần như hoàn toàn từ thiên nhiên; trong khoảng một tháng, các vi sinh vật sống trong nước và đất có thể phân tách nó thành các phần tử an toàn.
· Giảm phát thải khí nhà kính. Xe sử dụng nhiên liệu sinh học thải ra ít CO2 hơn đáng kể. Trên thực tế, chúng thải ra chính xác bằng lượng mà cây hấp thụ trong quá trình tăng trưởng.
Đủ an ninh. Nhiên liệu sinh học cần phải có nhiệt độ trên 100°C để đốt cháy, đảm bảo an toàn.
Nhược điểm của nhiên liệu sinh học
· Sự mong manh của nhiên liệu sinh học. Ethanol sinh học và dầu diesel sinh học có thể được lưu trữ không quá ba tháng do phân hủy dần dần.
Nhạy cảm với nhiệt độ thấp. Vào mùa đông, nhiên liệu sinh học lỏng phải được đun nóng, nếu không nó sẽ không hoạt động.
· Xa lánh những vùng đất màu mỡ. Nhu cầu nhường đất tốt cho việc trồng nguyên liệu thô cho nhiên liệu sinh học, do đó làm giảm diện tích đất nông nghiệp.
Tại sao không có nhiên liệu sinh học ở Nga
Nga là một quốc gia rộng lớn với trữ lượng dầu mỏ, khí đốt, than đá khổng lồ và những khu rừng rộng lớn, vì vậy sẽ không ai phát triển những công nghệ như vậy trên quy mô lớn. Các quốc gia khác, chẳng hạn như Thụy Điển, không có trữ lượng tài nguyên thiên nhiên như vậy, đang cố gắng tái sử dụng chất thải hữu cơ, tạo ra nhiên liệu từ chúng. Nhưng ở nước ta có những bộ óc sáng suốt đang khởi động các dự án thí điểm sản xuất nhiên liệu sinh học từ thực vật, khi có nhu cầu sẽ triển khai đại trà.
Kết luận
Nhân loại có những ý tưởng và nguyên mẫu hoạt động của công nghệ nhiên liệu và năng lượng cho phép chúng ta sống và phát triển mà không làm cạn kiệt tài nguyên dưới lòng đất và không gây ô nhiễm thiên nhiên. Nhưng để điều này trở thành hiện thực, mong muốn chung của con người là cần thiết, cần phải từ bỏ quan điểm tiêu dùng thông thường về hành tinh Trái đất và bắt đầu chung sống hài hòa với thế giới bên ngoài.