Новости всё Наука - iCity.life Пермь

Производители и поставщики биодизеля получают все большую государственную поддержку в разных странах. Стандарты ЕС требуют, чтобы в топливе содержалось не менее десяти процентов биодобавок. Однако эффективность растительного горючего пока низка. В Международный день биодизеля РИА Новости рассказывает о перспективах этого направления энергетики.

Дорого, портит движок

Первый дизельный двигатель работал в 1893 году на растительном масле. Сейчас это считается примитивным сырьем для биотоплива первого поколения, производство которого хорошо налажено в мире. Автотранспорт в Бразилии давно работает на дизеле и этаноле из растительной биомассы. Биодизелем заправляются в Индии, США, Германии и Франции, Индонезии, Малайзии. Получают его главным образом из семян рапса, сои, кукурузы, пальмового масла, а потому конечный продукт дорог (сравните стоимость литра дизеля и литра растительного масла). Из-за высоких цен эта отрасль нуждается в государственной поддержке.

Помимо цены, у биодизеля первого поколения много других недостатков. Даже если он сделан по стандартам, его качество сильно колеблется в зависимости от сырья. Биодизель быстро загустевает при низкой температуре, поэтому в холодный период в него добавляют присадки. Но обычные — как для минерального дизеля — не подходят, значит, химическая промышленность должна наладить выпуск особых присадок.

При контакте с воздухом и металлом биодизель портится. При высоких температурах он неустойчив. В принципе, склонен к загустению, образованию осадка, и чтобы не испортить двигатель, нужны стабилизаторы. Как это топливо ведет себя при длительном хранении, пока никто не изучал. Кроме того, расход биодизеля выше.

Экологичный вариант

Из преимуществ биодизеля ученые отмечают быструю биодеградацию, отсутствие неприятного запаха, токсичных выбросов, в частности серы. Кроме того, выбросы углекислого газа в атмосферу при сгорании биодизеля (и любого биотоплива) не учитываются в общем балансе промышленных выбросов парниковых газов. Считается, что объем выделившегося CO2 равен объему, поглощенному растительностью. Таким образом, топливо из биомассы экономит ископаемые ресурсы и не усиливает парниковый эффект.

Обычно эти аргументы приводят, чтобы обосновать глобальную перспективность биотоплива в качестве альтернативы минеральному. Это верно лишь для тех стран, где мало или нет совсем собственных месторождений углеводородов. Им "растительная энергетика" позволяет укрепить энергетическую безопасность, снизив зависимость от импорта сырья. Однако и это в некоторых случаях иллюзия. К примеру, Россия, нефтегазовая держава, продает в Европу не только ископаемые углеводороды, но и сырье для биотоплива.

В поисках сырья

Биодизель — это смесь эфиров жирных кислот. Их получают из растительных и животных липидов (жиров, жироподобных веществ). Среди перспективных источников сырья для зеленого топлива плоды ятрофы и каранджи, а также лигноцеллюлоза — измельченная смесь древесных компонентов. Для России актуальна переработка отходов деревообрабатывающей отрасли, но превратить лигноцеллюлозу в горючее — задача не из простых.

Выращивание сырья для биотоплива само по себе представляет проблему, особенно в странах с холодным климатом и дефицитом сельскохозяйственных земель. Еще недавно решение видели в микроводорослях. Они быстро растут, запасают много липидов, не требуют органического субстрата для жизни, питаются углекислым газом. Однако для их разведения нужны биореакторы — большие сложные аквариумы, хорошее освещение. Нужно также подобрать неприхотливые штаммы микроорганизмов, разработать режим.

Биореакторами занимались в России, но до промышленного применения дело не дошло. Нигде в мире биодизель из микроводорослей не производится в индустриальных масштабах. Не исключено, что такого вообще не будет, поскольку изобретут более совершенные методы.

Например, в качестве источника липидов рассматривают некоторые группы микробов, именуемых "масляными". Они могут брать углерод из различных источников. Их ДНК изменяют так, чтобы микробы постоянно питались углекислым газом и синтезировали больше жиров с нужными свойствами. 

У всех этих способов есть общая ахиллесова пята — на производство биодизеля тратится столько же или чуть меньше энергии, чем на выращивание сырья. Биомассу нужно сначала получить (самый трудоемкий этап), разделить на компоненты и затем переработать в топливо. В целом эффективность такой схемы очень низка. Идеальным было бы придумать цепочку процессов, вытягивающую углекислый газ из атмосферы, и производить биотопливо с максимальным использованием солнечной энергии.