Из чего производят
Состав биодизеля
Отличительные характеристики биодизеля
Способы получения
Как транспортировать и хранить
В каких сферах востребован биодизель
Что в итоге
Тенденции последних десятилетий — разработка альтернативного вида топлива, которое способно заменить продукты нефтяной переработки. На этом фоне разрабатывают жидкое (метанол, биодизель), газообразное (водород, биогаз) и твердое (дрова, солома) топливо. Для производства используют различные ресурсы — начиная от кукурузы и заканчивая животными жирами. Главный плюс биодизеля — экологичность, т. е. полный биологический распад.
Рассмотрим один из видов горючего — биодизель. Узнаем, как его получают, для каких двигателей предназначен, какими свойствами обладает и многое другое.
Что такое биодизель
Этот вид горючего представляет собой метиловый эфир, получаемый из растительных масел и животных жиров путем химических реакций. Он экологически чист, биоразлагаем, нетоксичен.
Данное топливо — единственный аналог, который может быть использован на всех видах транспортных средств с дизельным двигателем. При этом никаких модификаций, доработок или конструкторских изменений не требуется.
Используется как самостоятельный вид горючего или биологическая добавка к топливу. Маркируется аббревиатурой Bxx, где xx обозначают процентное содержание биодизеля в смеси. Так B30 — это 30% биогорючего и 70% дизтоплива.
Из чего производят
В качестве сырья для производства биодизельного топлива служат различные виды масел (натуральные и отработанные) и животные жиры. Компоненты подбирают в зависимости от страны-поставщика:
- Индия — ядра ореха;
- Англия — отработанное масло;
- Аргентина, США — соевое масло;
- Китай — тунговое масло;
- Малайзия — пальмовое масло и т. д.
Но более востребовано рапсовое масло. Оно отличается низкой себестоимостью при высоких энергетических показателях. Так, с 1 га получают более 1000 л масла.
В зависимости от того, какое сырье используют для производства, экологически чистое топливо бывает:
- 3-го поколения — из липидов водорослей;
- 2-го поколения — производство из отходов жиросодержащих продуктов;
- 1-го поколения — на основе сельскохозяйственных культур.
Более подробно оценить характеристики сырья для биодизеля можно, изучив следующие данные:
Вид | Энергетические характеристики |
| Кукуруза | 172 |
| Овес | 217 |
| Конопля | 336 |
| Соя | 446 |
| Кофе | 459 |
| Лен | 478 |
| Рис | 828 |
| Подсолнечник | 952 |
| Какао | 1026 |
| Арахис | 1059 |
Мак | 1163 |
| Рапс | 1190 |
| Олива | 1212 |
| Бразильский орех | 2392 |
| Пальмовое масло | 5950 |
| Водоросли | 95000 |
Если оценить приведенные данные, то оптимальный вариант сырья для топлива — водоросли. Но сложности возникают при производстве и транспортировке — необходимо поддерживать определенные температурные показатели. Любое колебание недопустимо.
Состав биодизеля
Характеристики топлива определяются стандартом ГОСТ Р 53605-2009 и EN 14214:2003. Согласно нормативным документам, при производстве должны получиться следующие показатели:
- доля эфиров — 96,5%;
- цетановое число — 51;
- сера — менее 10 мг/кг;
- плотность — 860–900 кг/м3 при 15°С;
- глицерин — 0,25%;
- вязкость — 3,5–5 мм2/с;
- температура вспышки — 120°С.
При этом расход горючего увеличивается на 5–8% по сравнению с дизтопливом, а мощность двигателя уменьшается на 6–8%.
Отличительные характеристики биодизеля
Рассмотрим плюсы и минусы этого вида горючего, обозначив ключевые особенности.
Главное преимущество — отсутствие в составе нефти, что повышает экологичность топлива. Процесс естественного разложения проходит примерно за 3 недели. А углеводороды, при попадании на почву, распадаются до 9 месяцев.
Применение биодизеля, по сравнению с дизельным топливом, менее вредно для окружающей среды, так как снижаются выбросы. Средние показатели указаны в таблице.
| Показатели для сравнения | Чистый биодизель (%) | Смесь B20 (%) |
| Несгоревшие углеводороды | –67 | –20 |
| Угарный газ | –48 | –12 |
| Твердые частицы | –47 | –12 |
| Оксид углерода | +10 | +2 |
| Сера | –100 | –20 |
| ПАУ | –80 | –13 |
Плюсы экологичного горючего:
- Безопасность. В процессе сгорания при работе двигателя не выделяются токсичные отходы. Снижается выделение углекислого газа на 80%, сажи и серы до 50%.
- Экологичность. При попадании биодизеля в землю или воду не наносится вред животным и растениям, так как он полностью разлагается. При этом отсутствует неприятный запах. Водители отмечали, наоборот, приятный запах (аромат кухни).
- Пожаробезопасность. Не горит при температуре окружающей среды, для воспламенения нужны высокие показатели (более 150°С).
- Производительность. В структуре горючего минимальное количество серы и присутствует кислород, поэтому биодизель, как топливо, показывает высокие смазочные характеристики. При работе в двигателе не образуется нагар, а происходит смазка движущихся элементов, что увеличивает срок службы ДВС на 60%.
- Возобновляемость. Для производства используют натуральное сырье и сельскохозяйственные отходы. При этом производство легко организовать. Не требуются большие мощности и площади. Поэтому для любого сельского хозяйства организовать производственный процесс не составит труда. Можно самостоятельно производить топливо и не зависеть от сторонних компаний.
Но у такого горючего существует ряд недостатков:
- агрессивность к резиновым компонентам — биодизель работает как растворитель;
- образование отложений при отрицательных температурах и, как следствие, закупорка деталей (жиклеры, форсунки);
- разъедание лакокрасочного покрытия — разъедает краску автомобиля при попадании на кузов;
- недолгий срок хранения — только 3 месяца;
- отмечен выход из строя топливных фильтров и насосов при переходе на биодизель;
- выделение окиси азота на 10% больше, чем при сгорании дизтоплива.
Но у биодизеля существует еще один существенный недостаток — использование в качестве сырья продуктов. При таком раскладе необходимо увеличивать посевные площади или сокращать продажу продуктов для потребления. Что вряд ли возможно. Поэтому ученые пытаются нивелировать отрицательные стороны биодизеля — создают фильтры, совершенствуют методики производства.
Способы получения
Поиск альтернативного вида топлива подталкивал ученых на различные эксперименты. Ранее пробовали организовать работу топливной системы с применением растительного масла и животного жира, но:
- горючее сгорает не полностью;
- ухудшаются смазочные свойства топлива;
- на форсунках, кольцах, поршнях образовываются отложения из-за повышенной вязкости масла.
Эти негативные факторы приводили к выходу из строя системы. Поэтому, чтобы получить топливо с оптимальными показателями, необходимо уменьшить вязкость, которая присутствует во всех растительных маслах. Существуют различные способы, с помощью которых можно осуществить это действие.
Чтобы получить биодизель, можно применять различные химические реакции, но большинство производителей используют способ этерификации. В его основе лежит принцип замещения. Любое растительное масло содержит глицерин, который отвечает за вязкость. Чтобы получить биодизель, выполняются следующие этапы:
- Сырье поступает в пресс. Там его отжимают и получают масло и жмых, который идет на корм скоту.
- Масло процеживают и сливают в резервуар. В очищенное масло добавляют метанол или этанол в соотношении от 1:4 до 1:20. Нагревают до 50–60°С и дают остыть.
- Смесь отстаивается и самостоятельно разделяется на две фракции — легкую и тяжелую. Первая — это биодизель (метиловый эфир) с цетановым числом в пределах 56–85, вторая — глицериновая фаза. Побочный продукт содержит метанол, поэтому его отправляют в другой производственный блок, чтобы снизить щелочность и довести до глицерина.
- Легкую фракцию отправляют на промывку, чтобы удалить продукты омыления. Если пропустить эту стадию, то конечный продукт засорит фильтр и будет способствовать образованию нагара, смол.
- Затем происходит осушение. Удаление воды из биодизеля, иначе в нем начнут размножаться микроорганизмы.
Производство альтернативного топлива налажено во многих странах, включая Бразилию, Индию, США, Китай, Канаду, Японию и многие другие. В России пока нет государственной программы по развитию такой отрасли. Но намечены тенденции поиска альтернативных источников питания.
Как транспортировать и хранить
Биодизельное топливо безопаснее, чем солярка и бензин, так как у него высокая температура воспламенения (более 150°С). Хотя для дизтоплива этот показатель — 55°С. Но соблюдать стандартные правила при хранении горюче-смазочных материалов необходимо — хранить и перевозить только в герметичной таре, которая не воспламеняется.
Но такой вид горючего долго хранить нельзя, так как он нестабилен. Присутствие кислорода в структуре провоцирует естественный распад. Максимальный срок хранения не превышает трех месяцев.
В каких сферах востребован биодизель
Существует два способа применения — в чистом виде и в качестве примеси к дизельному горючему в соотношении от 5 до 35%. Летом можно использовать биологическое топливо в чистом виде. Это как летнее дизтопливо. Но в холодное время (при температуре ниже –5°С) использование чистого биодизеля невозможно, поэтому происходит его комбинирование с соляркой. При добавлении минимального количества (1–2%) выступает в качестве смазывающей составляющей.
В основном биогорючее применяют в странах Евросоюза и США. Так в Соединенных штатах биодизель применяют государственные и федеральные организации:
- армия США;
- почтовая служба США;
- ВС США;
- департамент энергетики США;
- электроэнергетический холдинг Duke Energy;
- НАСА;
- энергетическая компания Florida Power & Light;
- городские автобусы Cincinnati Metro и прочие компании.
В США планируют практически полный переход на альтернативный источник в морской отрасли, сельском хозяйстве, отоплении домов.
В России прогнозируют строительство заводов для производства биодизеля. Но проблема заключается в том, что установлен слишком высокий акциз — 59 рублей за 1 л. Себестоимость биодизеля, по сравнению с бензином и соляркой, будет высока. А значит, рядовому покупателю будет невыгодна. Хотя рентабельность для предпринимателей высока. Ведь спрос на такой вид горючего увеличивается с каждым днем.
Что в итоге
Биодизель — это перспективное горючее, для производства которого не требуются большие вложения. Цикл производства практически безотходный — побочные продукты направляют в другие сферы жизнедеятельности. Что позволяет не только получать большие финансовые выгоды от продажи биодизеля, но и практически не наносит вред экологии.
Но оценивая многочисленные положительные стороны биодизеля, необходимо помнить и о двух существенных минусах — повышенные выбросы оксида азота и увеличение посевных площадей под технические культуры.
Сейчас хватает нефтяных запасов, чтобы производить солярку и бензин. Но что будет дальше? Может, пора задуматься и попробовать использовать альтернативные источники? Ведь производство биодизеля — экологически чистый процесс, он экономически выгодней, чем разработка технологий электроавтомобилей.
Пока ученые решают вопрос с альтернативными источниками питания, стоит обратить внимание на топливные карты. Заходите на сайт gpc-store.ru/spisok-kart и подбирайте выгодное предложение. Здесь большой выбор карт, которые позволят получать топливо со скидкой, пользоваться сервисными услугами АЗС и упростить процесс ведения учета и подачи отчетности.